Vernetztes Polyethylen hat eine veränderte lineare Struktur in Form eines verflochtenen dreidimensionalen Netzwerks, ähnlich dem von Duroplasten.
Vernetzungsmethoden
Es gibt drei Methoden zur Vernetzung von Polyethylen niedriger und hoher Dichte. Es handelt sich um folgende Verfahren: Organisches Peroxid, Einbringen eines Silans und Hochenergiestrahlung.
Organisches Peroxid
Bei dieser Technik sind niedrige Anfangstemperaturen erforderlich, um eine vorzeitige Zersetzung des Peroxids (in der Regel Dicumylperoxid) zu verhindern; die anschließende Anwendung hoher Temperaturen und hohen Drucks soll die Vernetzung einleiten und die Stabilität der Produktgeometrie während der Vernetzung gewährleisten.
Der Vernetzungsgrad hängt im Wesentlichen vom Grad der Zersetzung des Peroxids und der Struktur des Polymers ab. In diesem Sinne sind die Bedingungen, die die Vernetzung erhöhen, folgende: hoher Gehalt an aktivem Sauerstoff im Peroxid, Moleküle mit einem hohen Verzweigungsgrad, geringe sterische Hinderung der Seitenketten im Hauptmolekül, mittleres Molekulargewicht und geringe Dichte des Polyethylens.
Dies erklärt, warum Polyethylen niedriger Dichte mit dieser Methode leichter vernetzt werden kann als Polyethylen hoher Dichte.
Silan-Einsatz
Bei dieser Technologie werden zwei Komponenten verwendet: das Ethylen-Copolymer mit Vinylsilangruppen und der Masterbatch-Vernetzungskatalysator; letzterer wird in Anteilen von etwa 5 % verwendet.
Das Copolymer entsteht durch den chemischen Einbau der funktionellen Vinyl-Silan-Gruppe in die Polymerketten.
Die Vernetzung folgt dem Umwandlungsprozess, der durch das Vorhandensein von Feuchtigkeit ausgelöst wird. Im Allgemeinen wird das Erzeugnis einem von drei Systemen ausgesetzt: einem Dampfbad, dem Eintauchen in heißes Wasser und der Lagerung bei Feuchtigkeit und Umgebungsbedingungen, die die Vernetzung nach einigen Wochen melden.
Die Vernetzungsgeschwindigkeit hängt von mehreren Faktoren ab: Feuchtigkeit, Temperatur, Konstruktion des Artikels, Eigenschaften des Ethylen-Vinyl-Silan-Copolymers, Katalysator und Zusatzstoffe.
Hochenergetische Strahlung
Bei dieser Methode wird das Produkt in seiner endgültigen Form mit hochenergetischer Strahlung aus einem Elektronen- oder Isotopenbeschleuniger bestrahlt. Bei dieser Methode kann die Tiefe der vernetzten Schicht gestaffelt werden, und es ist keine besondere Kontrolle der Verarbeitungstemperatur erforderlich.Der Nachteil dieser Technologie ist der hohe Kapitalbedarf für die Anschaffung der erforderlichen Geräte und Anlagen.