Характеристики сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен – это достаточно новый материал, который заменил на рынке громоздкие металлические конструкции в современных коммуникациях. На сегодняшний день PEX (а именно так маркируется сшитый полиэтилен) является буквально незаменимым изделием во многих системах. Он отличается исключительной прочностью, долговечностью, располагает высоким уровнем сопротивляемости химическим реагентам (в отличие от металла), крайне устойчив к механическим повреждениям и температурному воздействию.

Огромный «минус» PEX- это уязвимость от ультрафиолетового излучения. Эта особенность абсолютно не позволяет использовать материал в инженерно-коммуникационных системах, которые подвержены прямым солнечным лучам.

Да, действительно, основной материал, который используется в производстве PEX, не поддается никаким видам коррозии, однако незначительная проницаемость в структуру кислорода все же приводит к возникновению таких неприятных процессов. Дабы избежать появление коррозии в процессе изготовления сшитого полиэтилена добавляют специальный пограничный слой, препятствующий проницанию кислорода. Но следует отметить тот фактор, что такая процедура, безусловно, влияет на удорожание изделий.

Изготовление таких труб довольно дорогое и это не позволяет современному производителю выпускать большие диаметры PEX-a, а если учесть технические характеристики, то использовать описываемые конструкции в определенных системах невозможно.

Но, так или иначе, перечень достоинств этих изделий значительно больше списка недостатков. Их можно эксплуатировать при высоких температурах, благодаря прекрасным эксплуатационным характеристикам, а именно благодаря устойчивости термическому воздействию. В непредвиденных ситуациях системы, устроенные из сшитополиэтиленовых труб, способны выдержать пиковую температуру + 110°С.

Простота монтажа PEXи его изумительная характеристика надежности во многом объясняется особенностями конструкций, применяемый в процессе монтирования, особенностями соединений при помощи фитингов, которые разделяются на два вида:

Сшитый полиэтилен нельзя прировнять к металлу, потому как этот материал обладает просто идеальными эксплуатационными характеристиками, а именно:

Превосходная гибкость, благодаря которой обустройство трубопровода можно осуществить даже в труднодоступных местах;Простота монтирования.

Совершенно не обязательно вскрывать или разрушать какие-то конструкции, чтобы провести коммуникации при помощи данной трубы. Каждый монтажник знает, что есть много факторов, которые влияют на комфортность монтирования той или иной системы. Так вот, монтаж PEX требует использования метода протяжки, то есть вы можете, не разрушая конструкции, проводить трубопровод сквозь стены через маленькие проколы.

Сам процесс сшивания может быть, как физическим, так и химическим, однако на первом месте по качеству стоит все же пероксидный способ химического сшивания, благодаря которому достигается максимально качественный и долговечный результат.

Полиэтилен является материалом, который используется в различных отраслях экономики.

Изделия из него также применяются и в быту. Обычный полиэтилен сохраняет свою прочность до температуры 130 градусов. Однако часто возникает необходимость использования данного материала и в более жестких условиях, при более высоком температурном режиме и давлении, например, в системах отопления и горячего водоснабжения.

Данная потребность привела к поиску способов получения более прочного материала. Найденная технология позволила получить сшитый полиэтилен, который обладает большим молекулярным весом по сравнению с обычным материалом и имеет улучшенные характеристики. Под сшивкой понимают процесс, при котором звенья молекул за счет образования поперечных связей соединяются в трехмерную широкоячеистую сетку.

В зависимости от применяемого воздействия различают сшивку химическую и физическую. В последнем случае трубы (сшитый полиэтилен применяется для создания данных изделий) облучают рентгеновскими жесткими лучами. Данная технология является очень производительной, и за минуту можно получить до 80 метров материала.

Недостаток способа заключается в том, что сшитый полиэтилен имеет неравномерность по толщине трубы. У внутренней стороны получается самый низкий процент соединения молекул, а у наружной, наоборот, наиболее высокий.Соответственно, различаются и свойства изделия в объеме. В результате получается сшитый полиэтилен категории С (РЕХ).

При использовании химического способа для замещения атомов водородав молекулах применяют специальное вещество силан. Соответственно, получают силановый сшитый полиэтилен.

Трубы при производстве проходят через специальную ванну, наполненную веществом. Что позволяет сделать равномерным процесс сшивки от внутренней и наружной поверхностей вглубь стенок трубы. Данная технология дает возможность получить трубы с высоким процентом обработки, а материал обозначают РЕХ-В.

Существует методика обработки полиэтилена азотными радикалами, получаемый материал обозначают РЕХ-D. Однако данная технология из-за малой эффективности не применяется.

Выполняют также сшивку пероксидами. В данном случае процесс производства включает перемешивание пероксида и полиэтилена, после чего в расплавленном состоянии и под воздействием высокой температуры получают сшитый полиэтилен группы РЕХ-А.

Трубы из материалов (группы В, С) используют для водоснабжения и отопления, однако, они имеют ряд ограничений, которые связаны с прочностью и пластичностью изделий.

Наиболее удачными являются трубы, изготовленные из полиэтилена группы А, они обладают высокой усталостной прочностью, трещиноустойчивостью, стабильностью формы, гибкостью, выносливостью к ударам.

Отопительные трубы из сшитого полиэтиленашироко применяются для индивидуального, гражданского и промышленного строительства.С их помощью осуществляют поэтажную радиаторную разводку и создают системы напольного отопления.

Сшитый, или сверхмолекулярный, полиэтиленявляется наиболее плотной модификацией продукта полимеризации этилена, имеющей сетчатую молекулярную структуру с дополнительными межмолекулярными связями. Обозначается аббревиатурой PEX, где PE – «полиэтилен», а X – значок, обозначающий сшивку. Технические характеристики сшитого полиэтилена поистине уникальны, так как позволяют использовать его в областях, недоступных для несшитых образцов.

Особенности строения

Обычный полиэтилен ПНД получают под воздействием низкого давления в присутствии различного вида катализаторов. Он имеет крупные полимерные молекулы с большим количеством боковых ответвлений, большинство из которых находится в «свободном плавании» в межмолекулярном пространстве.

Процесс «сшивки» дает дополнительные боковые связи, создающие межмолекулярную сетку – особенно прочную структуру, напоминающую кристаллическую решетку твердых веществ. При различных технологиях сшивания получается вещество с большим или меньшим количеством этих связей, а значит и более или менее прочное:

PEx a – пероксидный сшитый полиэтилен, получаемый в присутствии перекиси водорода, имеет наибольший процент сшивки, у которого количество сшитых молекул достигает 85 %,PEx b – силановый полимер, который наиболее распространен и применим в широком перечне изделий, имеет до 70 % связанной структуры,PEx c получают радиационным способом со сшивкой до 60 % молекул,PEx d создается в присутствии азота, требует достаточно сложных условий протекания реакции и дает 70 % сшивки.

При этом PEx a, получаемый более дорогим способом, имеет наибольшую трещиностойкость, ударопрочность и самую высокую температуру плавления.

ВАЖНО! Высокопроцентная сшивка дает более твердые и менее пластичные изделия, что не определяет ее как наилучшую, а просто позволяет получать качественно различные материалы для изготовления изделий разного назначения.

Основные свойства

Сшитый полиэтилен по техническим характеристикам не уступает многим твердым веществам, а некоторые из них даже превосходит по стойкости к различным разрушителям и длительности срока эксплуатации.

Технический перечень

Плотность – 940 кг/м3,Температура плавления – +200 0C,Горение при температуре +400 0C с разложением на углекислый газ и воду,Растяжение на разрыв, определяющее механическую прочность, колеблется от 350-ти до 800 %,Очень высокий уровень гибкости,Сохранение ударопрочности при отрицательных температурах до -50 0C,Теплопроводность – 0,38 Вт/мК,Срок эксплуатации в стандартных условиях – более 50-ти лет.

Изделия из сшитого полиэтилена обладают следующими возможностями:

Не реагируют с кислотами, щелочами, большим перечнем органических растворителей,Имеют высокую прочность на разрыв и растяжение,Не растрескиваются при колебаниях температур,Не разрушаются биологическим способом,Имеют отличные диэлектрические свойства,Легко выдерживают высокие температуры, в частности кипение воды.

ИНТЕРЕСНО! Трубы из PEX выдерживают многократные заморозки и имеют повышенную пропускную способность, на 20-30 % превышающую этот показатель для других труб.

Кроме этого, PEX – трубы не только прочны сами по себе, но также дают очень прочные межтрубные соединения. Этот факт позволяет использовать их для устройства трубных коммуникаций в сейсмоопасных зонах.

Недостатки

Для сшитого полиэтилена остаются верными недостатки практически всех видов ПЭ, хотя и становятся более сглаженными:

Неустойчивость перед ультрафиолетовым излучением, при долгом воздействии которых материал начинает медленно разрушаться, становится хрупким;Разрушающее действие кислорода при проникновении внутрь молекулярной структуры вещества

Эти проблемы решаются путем физической защиты изделий либо добавки специальных защитных веществ на этапе создания PEX-продукции.

Применение

Модифицированные полиэтиленовые продукты со сшитой структурой молекул являются материалами нового поколения. Благодаря своим свойствам они находят очень широкое применение в изготовлении изделий для бытовых либо производственных нужд:

В производстве напорных труб как для холодного водоснабжения, так и для подачи горячей воды, применяемых для малоэтажек либо многоквартирных домов с большим количеством потребителей,Для газопроводных систем, транспортирующих природный газ под землей,Для создания отопительных труб, в частности в системах теплого пола,В производстве соединительных элементов для отопительных и коммуникативных ПЭ трубопроводов: фитингов, заглушек и т.п.,Для наиболее прочных изоляций кабелей высокого напряжения,При изготовлении различных стройматериалов, технических деталей, элементов приборов и аппаратов.

Разнообразие труб для монтажа различных систем в квартире или доме прослеживается не только по материалу. Внутри каждой такой группы также имеются свои особенности. Изделия отличаются способом производстваи объемом переносимых ими нагрузок.

Классические чугунные трубы можно оставить без изменений или обновить, а также заменить на довольно большое число уступающих или превосходящих их по свойствам аналогов. Среди них и относительно дорогие стальные изделия, способные выдерживать температуру выше 100 градусов Цельсия при огромном давлении. При этом они довольно неустойчивы к деформациям при воздействии больших температур, что делает невозможным их использование в скрытом виде.

Однако наибольшую популярность сейчас приобретают более доступные по цене и по условиям монтажа трубы из сшитого полиэтилена. Они хороши для отопительных систем, для водоснабжения и водоотведения, для создания теплых полов. Рассмотрим сшитый полиэтилен: технические характеристики, метод производства, достоинства и недостатки, отмечаемые у материала.

Производство сшитого полиэтилена

Обычный полиэтилен (низкого давления) производится с участием особых катализаторов. Он отличается крупными молекулами с многочисленными боковыми ответвлениями, которые не всегда связаны с другими молекулами. Это сказывается на качестве конечного продукта.

Технология «сшивки», происходящая при участии потока электронов, позволяет соединить свободные ответвления, при этом возникают довольно крепкие боковые связи, формирующие нечто похожее на кристаллическую решетку более твердых материалов. Конечный продукт носит название PEx. PE – это сокращение от термина «полиэтилен», а «х» выполняет роль символа, обозначающего сшивку.

Существует несколько технологий, которые используются при сшивке:

тип а — это сшитый полимер, который производится при помощи перекиси водорода и называется пероксидный, ему свойственны самые высокие проценты сшивки — до 85;тип b – силановый полиэтилен имеет коэффициент сшивки до 70% и наиболее популярен среди прочих видов;тип c – при сшивке в 60% изготавливается радиационным методом;тип d – сложен в производстве и имеет коэффициент сшивки 70%, для производства используют азот.

Характеристики изделий из сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен, характеристики которого зависят от способа производства, чаще всего используется для производства труб. Важно понять, чем он так хорош и почему его стоит предпочесть всем прочим вариантам.

Трубы PEX обладают довольно высокой температурой плавления – этот процесс запускается только при +200 градусах Цельсия. Материал является горючим, для этого необходима температура около +400 градусов Цельсия. При этом он распадается на углекислый газ и воду, то есть совершенно нетоксичен.

При эксплуатации в условиях температур теплоносителя до 75 градусов этот материал готов служить около 50 лет. В условиях большого давления и 95-градусного теплоносителя срок службы ограничится 15 годами. При этом материал практически не подвержен деформации, так что его без опаски можно «замуровывать» под слой штукатурку в тех помещениях, где важна эстетическая составляющая.

Положительным моментом является и устойчивость материала к большинству известных растворителей. На него не действует бензин, ацетон, хлорированные аналоги. На него могут оказать воздействие только крайне сильные по своей природе окислители: производные галогенов, азотная кислота.

При соединении труб при помощи специальных фитингов можно создавать конструкции любой геометрической направленности. При этом металлические соединительные элементы не будут страдать от коррозии, поскольку этот фактор у полиэтиленовых труб отсутствует.

Прочность материала не страдает, даже если на поверхности трубы появились надрезы или прочие повреждения.

Материал практически не истирается и не истончается. Кроме того, на его поверхности не возникают трещины. PEX сложно порвать или растянуть – этому мешает «память», возвращающая к прежнему виду, благодаря которой можно добиться прочного соединения линейной конструкции даже без обращения к фитингам.

Недостатки изделий

Естественно, что при ярко выраженных достоинствах этого универсального материала у него обнаруживаются и некоторые недостатки. Например, полиэтиленовые трубы крайне негативно реагируют на воздействие ультрафиолетового излучения, под которым они становятся более хрупкими. Кроме того, очень неблаготворно на них сказывается действие молекул кислорода внутри молекулярной решетки.

Эти проблемы не являются критическими для изделий из полиэтилена с модифицированной сшитой структурой молекул. Их можно решить или избавиться полностью при аккуратной доставке и эксплуатации с соблюдением всех технических норм. Специальные защитные вещества могут быть введены и еще на этапе производства, что еще больше облегчит жизнь хозяевам квартир и домов.

Источники:

• agpipe.ru
• fb.ru
• propolyethylene.ru
• polimerinfo.com