أصبحت مواد البولي أوليفين، المعروفة بخصائصها الكهربائية الممتازة وقابليتها للمعالجة والأداء البيئي، واحدة من أكثر مواد العزل والأغلفة استخدامًا على نطاق واسع في صناعة الأسلاك والكابلات.
البولي أوليفينات هي بوليمرات عالية الوزن الجزيئي، تُصنّع من مونومرات الأوليفينات مثل الإيثيلين والبروبيلين والبيوتين. تُستخدم على نطاق واسع في صناعات الكابلات، والتغليف، والبناء، والسيارات، والطب.
في صناعة الكابلات، تتميز مواد البولي أوليفين بثابت عزل كهربائي منخفض، وعزل فائق، ومقاومة كيميائية ممتازة، مما يضمن استقرارًا وسلامة طويلي الأمد. كما أن خصائصها الخالية من الهالوجين وقابليتها لإعادة التدوير تتماشى مع التوجهات الحديثة في التصنيع الأخضر والمستدام.
I. التصنيف حسب نوع المونومر
1. البولي إيثيلين (PE)
البولي إيثيلين (PE) هو راتنج حراري لدن مُبلمر من مونومرات الإيثيلين، وهو من أكثر أنواع البلاستيك استخدامًا عالميًا. يُصنف البولي إيثيلين، بناءً على كثافته وبنيته الجزيئية، إلى أنواع LDPE، وHDPE، وLLDPE، وXLPE.
(1)البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE)
البنية: يتم إنتاجها عن طريق بلمرة الجذور الحرة عالية الضغط؛ تحتوي على العديد من السلاسل المتفرعة، مع بلورية تتراوح بين 55-65٪ وكثافة تتراوح بين 0.91-0.93 جم / سم مكعب.
الخصائص: ناعمة وشفافة ومقاومة للصدمات ولكنها تتمتع بمقاومة معتدلة للحرارة (تصل إلى حوالي 80 درجة مئوية).
التطبيقات: تستخدم عادة كغمد لكابلات الاتصالات والإشارة، لتحقيق التوازن بين المرونة والعزل.
(2) البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)
البنية: متبلمر تحت ضغط منخفض باستخدام محفزات زيجلر-ناتا؛ يحتوي على عدد قليل من الفروع أو لا يحتوي على أي فروع، وبلورية عالية (80-95٪)، وكثافة 0.94-0.96 جم / سم³.
الخصائص: قوة وصلابة عالية، استقرار كيميائي ممتاز، لكن صلابة درجات الحرارة المنخفضة منخفضة قليلاً.
التطبيقات: تستخدم على نطاق واسع في طبقات العزل، وقنوات الاتصالات، وأغلفة كابلات الألياف الضوئية، مما يوفر حماية فائقة من الطقس والميكانيكا، وخاصة للتركيبات الخارجية أو تحت الأرض.
(3) البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة (LLDPE)
البنية: مبلمرة من الإيثيلين والأوليفين ألفا، مع تفرعات قصيرة السلسلة؛ كثافة تتراوح بين 0.915-0.925 جم/سم³.
الخصائص: يجمع بين المرونة والقوة مع مقاومة ممتازة للثقب.
التطبيقات: مناسب لأغلفة ومواد العزل في الكابلات ذات الجهد المنخفض والمتوسط وكابلات التحكم، مما يعزز مقاومة الصدمات والانحناء.
(4)البولي إيثيلين المتشابك (XLPE)
البنية: شبكة ثلاثية الأبعاد تتشكل من خلال الترابط الكيميائي أو الفيزيائي (السيلان، أو بيروكسيد، أو شعاع الإلكترون).
الخصائص: مقاومة حرارية ممتازة، وقوة ميكانيكية، وعزل كهربائي، ومقاومة للعوامل الجوية.
التطبيقات: تستخدم على نطاق واسع في كابلات الطاقة ذات الجهد المتوسط والعالي، وكابلات الطاقة الجديدة، وحزم الأسلاك للسيارات - وهي مادة عزل رئيسية في تصنيع الكابلات الحديثة.
2. البولي بروبيلين (PP)
البولي بروبيلين (PP)، وهو مادة بوليمرية من البروبيلين، له كثافة تتراوح بين 0.89–0.92 جم/سم³، ونقطة انصهار تتراوح بين 164–176 درجة مئوية، ونطاق درجة حرارة تشغيل يتراوح بين -30 درجة مئوية إلى 140 درجة مئوية.
الخصائص: خفيف الوزن، قوة ميكانيكية عالية، مقاومة كيميائية ممتازة، وعزل كهربائي متفوق.
التطبيقات: يُستخدم بشكل رئيسي كمواد عزل خالية من الهالوجين في الكابلات. مع تزايد التركيز على حماية البيئة، يتزايد استخدام البولي بروبيلين المتشابك (XLPP) والبوليمر المُعدَّل PP ليحل محل البولي إيثيلين التقليدي في أنظمة الكابلات عالية الحرارة والجهد، مثل كابلات السكك الحديدية وطاقة الرياح والمركبات الكهربائية.
3. البولي بوتيلين (PB)
يتضمن البولي بوتيلين بولي (1-بيوتين) (PB-1) وبولي إيزوبوتيلين (PIB).
الخصائص: مقاومة ممتازة للحرارة، والاستقرار الكيميائي، ومقاومة الزحف.
التطبيقات: يستخدم PB-1 في الأنابيب والأفلام والتعبئة والتغليف، بينما يتم تطبيق PIB على نطاق واسع في تصنيع الكابلات كهلام مانع لتسرب المياه ومادة مانعة للتسرب ومركب حشو بسبب عدم نفاذية الغاز وخموله الكيميائي - يستخدم عادة في كابلات الألياف الضوئية للإغلاق وحماية الرطوبة.
II. مواد البولي أوليفين الشائعة الأخرى
(1) كوبوليمر أسيتات الإيثيلين-فينيل (EVA)
يجمع EVA بين الإيثيلين وأسيتات الفينيل، ويتميز بالمرونة ومقاومة البرد (يحافظ على المرونة عند درجة حرارة -50 درجة مئوية).
الخصائص: ناعمة، مقاومة للصدمات، غير سامة، ومقاومة للشيخوخة.
التطبيقات: في الكابلات، يتم استخدام EVA غالبًا كمعدل مرونة أو راتينج حامل في تركيبات منخفضة الدخان وخالية من الهالوجين (LSZH)، مما يحسن استقرار المعالجة ومرونة مواد العزل والغلاف الصديقة للبيئة.
(2) البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي (UHMWPE)
مع وزن جزيئي يتجاوز 1.5 مليون، يعد UHMWPE من البلاستيك الهندسي من الدرجة الأولى.
الخصائص: أعلى مقاومة للتآكل بين البلاستيك، وقوة تأثير أكبر بخمس مرات من ABS، ومقاومة ممتازة للمواد الكيميائية، وامتصاص منخفض للرطوبة.
التطبيقات: تستخدم في الكابلات البصرية والكابلات الخاصة كأغطية أو طلاء عالي المقاومة للتآكل للعناصر الشد، مما يعزز مقاومة التلف الميكانيكي والتآكل.
ثالثًا: الخاتمة
مواد البولي أوليفينات خالية من الهالوجين، ومنخفضة الدخان، وغير سامة عند الاحتراق. تتميز باستقرار كهربائي وميكانيكي ومعالجي ممتاز، ويمكن تحسين أدائها بشكل أكبر من خلال تقنيات التطعيم والمزج والتشابك.
بفضل مزيجها من السلامة، والمحافظة على البيئة، والأداء الموثوق، أصبحت مواد البولي أوليفينات المنظومة الأساسية في صناعة الأسلاك والكابلات الحديثة. وبالنظر إلى المستقبل، ومع استمرار نمو قطاعات مثل مركبات الطاقة الجديدة، والطاقة الكهروضوئية، واتصالات البيانات، ستعزز الابتكارات في تطبيقات البولي أوليفينات الأداء العالي والتنمية المستدامة لصناعة الكابلات.
وقت النشر: ١٧ أكتوبر ٢٠٢٥