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Standardthermoplaste - Polyethylen (PE)

Vernetztes Polyethylen (PE-X)

Auszug aus

Saechtling Kunststoff Taschenbuch

Herausgeber: Erwin Baur, Tim A. Osswald, Natalie Rudolph, Hansjürgen Saechtling
10/2013, 883 Seiten, € 39,99
ISBN: 978-3-446-43729-6
S. 443 ff.

Lineare PE-Makromoleküle können dreidimensional zu PE-X vernetzt werden, wodurch z. B. der Kriechwiderstand, die Tieftemperatur-Schlagzähigkeit und die Spannungsrissbeständigkeit wesentlich verbessert und die Härte und Steifigkeit etwas verringert werden. Da PE-X wie ein Elastomer nicht aufschmelzbar ist, ist es thermisch höher belastbar: kurzzeitig ohne mechanische Belastung bis 250 °C, langzeitig bis 120 °C. Mit zunehmender Vernetzungsdichte nimmt der erreichbare Schermodul auch bei höheren Temperaturen zu. Einsatzgebiete für PE-X sind Mittel- und Hochspannungskabel-Isolierungen, Rohre für Warmwasser- und Fußbodenheizungen, Formteile für die Elektrotechnik, den Apparatebau und Automobilbau.

Grundsätzlich unterscheidet man vier Vernetzungsarten, die alle in der Extrusion angewandt werden: Peroxid-(A)-, Silan-(B)-, Elektronenstrahl-(C)- und Azo-(D)-Vernetzung. Beim Spritzgießen wird mit Peroxidvernetzern versetztes PE-HD im genau festgelegten Temperaturbereich von 130 bis 160 °C im Zylinder aufgeschmolzen und im Formwerkzeug bei 200 bis 230 °C vernetzt. Zusätzlich können spritzgegossene und blasgeformte Bauteile strahlenvernetzt werden.

Peroxidvernetzung PE-XA

Industrierohrsystem aus PE-X

Nach dem Engel-Verfahren wird in einer mit Doppel- Hochdruckstößel kontinuierlich fördernden Maschine aus einem grießförmigen PE-HD/Peroxidgemisch ein Rohr gesintert und im anschließenden Heizzylinder zugleich aufgeschmolzen, in die endgültige Form gebracht und bei einer Temperatur zwischen 200 und 250 °C, oberhalb der Kristallitschmelztemperatur, vernetzt. Es entsteht ein gleichmäßiges Netzwerk von Makromolekülen mit geringen Spannungen und hoher Flexibilität. Das Material ist weicher und zäher als strahlenvernetztes PE-XC. Nach einem modifizierten Verfahren, dem PAM-(Pont-a-Mousson-)Verfahren, wird das extrudierte Rohr in einem heißen Salzbad in der Kalibrierzone vernetzt. Im zweistufigen Daopex-Verfahren werden normal extrudierte PE-LD-Rohre durch Lagerung in einer peroxidhaltigen Emulsion unter Druck bei Temperaturen über dem PE-Kristallitschmelzpunkt von außen her vernetzt. Nach DIN 163892 ist beispielsweise für Rohre aus PE-XA ein Vernetzungsgrad von über 75 % vorgeschrieben. Mit dem Engel- Verfahren können Vernetzungsgrade bis 99,5 % erzielt werden.

Silanvernetzung PE-XB

Nach den Sioplas-, Hydro-Cure-, Monosil- und Spherisil-Verfahren werden silangepfropfte PE-Compounds unter Zumischung eines Silan-Vernetzungskatalysators verarbeitet. Die Vernetzungsreaktion springt bei anschließender Heißwasser-Druck-Behandlung unter Si-O-Si-Brückenbildung an.

Elektronenstrahlvernetzung PE-XC

Normal, ohne Vernetzungshilfsmittel gefertigte PE-Erzeugnisse werden in gesonderten Bestrahlungsanlagen bei Temperaturen unter dem Kristallitschmelzpunkt durch Abspaltung von Wasserstoff vernetzt. Als Strahlenquellen kommen Elektronenstrahl- Beschleuniger oder Isotopen-(b- oder g-)Strahler in Betracht. Die Eindringtiefe der Strahlung kann reguliert werden (b-Strahlen bis 10 mm, g‑Strahlen bis 100 mm), so dass etwa das Innere dicker Wandungen oder auch gewünschte Formteilbereiche unvernetzt belassen werden können. Die Vernetzung eines, mit einer inhibierten Version von Butylperbenzoat versetzten PE-HD wird unmittelbar im Anschluss an die Extrusion bzw. Formgebung durch UHF-Strahlung aktiviert.

Azovernetzung PE-XD

Nach dem Lubonyl-Verfahren werden dem PE-Compound Azo-Verbindungen zugemischt, die in einem nachgeschalteten heißen Salzbad mit Stickstoff unter Brückenbildung vernetzen.

Auszug aus

Saechtling Kunststoff Taschenbuch

Herausgeber: Erwin Baur, Tim A. Osswald, Natalie Rudolph, Hansjürgen Saechtling
10/2013, 883 Seiten, € 39,99
ISBN: 978-3-446-43729-6
S. 443 ff.
Weiterführende Information
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