Mi is az a térhálósítás?
2005/7-8. lapszám | VGF&HKL online | 12 208 |
Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A polietilén számos formában előfordul, leggyakoribb alakja hosszú, szénalapú lánc. A láncok nem csatlakoznak közvetlenül egymáshoz, de az alapszerkezet mégis kötött, mivel a hosszú láncok összecsavarodnak. Hő hatására ez a szerkezet megengedi, hogy az egyes molekulák viszonylag könnyen elmozduljanak egymáshoz képest.
Polietilén, térhálósítás előtt
A polietilén számos formában előfordul, leggyakoribb alakja hosszú, szénalapú lánc. A láncok nem csatlakoznak közvetlenül egymáshoz, de az alapszerkezet mégis kötött, mivel a hosszú láncok összecsavarodnak. Hő hatására ez a szerkezet megengedi, hogy az egyes molekulák viszonylag könnyen elmozduljanak egymáshoz képest. Ennél fogva az anyag könnyen feldolgozható, kemény, de mégis rugalmas. Mindemellett a polietilén legnagyobb gyengesége, hogy magasabb hőmérsékleten a láncok különválása és mozgása miatt lágyul és nyúlékonnyá válik, így kevésbé áll ellen a húzó, nyújtó igénybevételeknek. Hogy a polietilénből jó minőségű, széles körben használható csővezeték legyen, javítani kell a hő- és nyomásállóságán.
Térhálósított polietilén
A térhálósítás folyamán a különálló polietilénláncok szénmolekulái között közvetlen kötést hoznak létre, megerősítve ezzel a polietilént. Ennek a közvetlen kapcsolatnak a hatására lecsökken a polietilénláncok egymáshoz képest való mozgása. Ezért amikor hő vagy más egyéb energia éri, az alapszerkezet nem tud eldeformálódni, és a szobahőmérsékleten meglévő kiváló tulajdonságait megőrzi magasabb hőmérsékleten is. A térhálósítást számos módon elvégezhetjük. Mindegyik eljárással létrehozzuk a különálló láncok közötti kapcsolatot, oly módon, hogy hidrogénatomokat felszabadítva összekötjük a telítetlen szénatomokat, kialakítva ezzel egy tömör molekulahálózatot.
A 3 legelterjedtebb térhálósítási eljárás:
- PE-Xa: Kémiai térhálósítás (peroxidos eljárás, Engels szerint),
- PE-Xb: Szilánbekeverés és hidrolízis (szilános eljárás),
- PE-Xc: Elektronsugárral történő.
A térhálósított polietilén jelölésére találkozhatunk még a VPE mozaikszóval, ami a német kifejezésből (Vernetztes PolyEthylen) adódik, de nem határozza meg a térhálósítás módját.
Kémiai térhálósítás (PE-Xa)
A peroxidos eljárást nevezik Engels szerinti térhálósításnak is. Az eljárás során a polietilént magas koncentrátumú szerves peroxiddal vegyítik. A polietilént bizonyos ideig magas hőmérsékleten és 2000 bar feletti nyomáson tartják. Ez idő alatt a peroxid felbomlik szabad gyökökké, amelyek kölcsönhatásba lépnek a polimerrel, kialakítva az egyes polietilénláncok szénmolekulái közötti kötéseket. Amíg a sugárral és a szilános eljárással térhálósított cső sűrűsége kb. ugyanaz lesz, mint a nyersanyagé, amiből készült, addig a kémiailag térhálósított cső sűrűsége kisebb lesz, mivel a térhálósodás a polietilén olvadt állapotában megy végbe. A kisebb sűrűség pedig kisebb teherbírást, de nagyobb rugalmasságot jelent. Természetesen, ha más-más sűrűségű alapanyagot használnak a különböző eljárásoknál, ez a különbség a teherbírásban és a rugalmasságban csökkenthető, illetve növelhető.
Szilánbekeverés és hidrolízis (PE-Xb)
A szilános eljárás két lépésből áll. Az első lépés a szilán bekeverése a polietilénbe. A második lépés a térhálósítás, amely víz jelenlétében történik, általában ónvegyület vagy bármely más alkalmas katalizátor segítségével. A nagy különbség ez és a két másik eljárás között, hogy amíg az Engels szerinti és a sugárral történő eljárás esetén a térhálósított szerkezet a szénmolekulák közti közvetlen kapcsolatból áll, addig a szilános eljárás esetén a kapcsolat szilikon- és oxigénmolekulákon keresztül valósul meg. Ez kisebb szilárdságot eredményez, mint a közvetlen szénmolekulák közötti kapcsolat.
Elektronsugárral történő térhálósítás (PE-Xc)
A sugaras térhálósítás az extrudálás után egy második gyártási fázisban megy végbe, mikor is a csövet átvezetik egy betonbunkeren. Itt több mint kétmillió V feszültségű elektronokat vezetnek át a polietilénbe, ahol azok hidrogénatomokat hasítanak ki a polietilénláncból, és a szabad szénmolekulák a különböző láncokból összekapcsolódnak. Sugaras eljárás alkalmazásával elkerülhetjük az elpárolgó vegyszereket a térhálósítás és a polietilén megszilárdulása alatt, továbbá nem keletkezik üledék vagy melléktermék, ami nagyon fontos az ivóvízrendszereknél. A gyártási folyamat jobban ellenőrizhető és gyorsítható.
Alkalmazás és előnyök
A térhálósított csövek használata az építőiparban folyamatosan bővül, kiváltva a fémeket és más műanyagokat. Az épületgépészet valamennyi területén használhatók. Összehasonlítva a hagyományos csővezetéki anyagokkal, a következő előnyöket emelhetjük ki PE-X csövek mellett: korróziómentesek, nem érzékenyek a feszültség okozta repedésképződéssel szemben, magas üzemi hőmérséklet, hosszú élettartam, csökkent áramlási zaj, kitűnően ellenállnak a hő hatására bekövetkező öregedésnek, kiváló ellenállás vegyszerekkel szemben, nagyfokú kopásállóság, magas hajlítószilárdság, gyors és egyszerű szerelés. Gyakran tévesen kapcsolják össze a két fogalmat; hogy a cső térhálósított, tehát oxigéndiffúzió-mentes. Számos előny származik a térhálósításból, de a műanyagok oxigéndiffúzió-mentessége két dologra vezethető vissza: vagy egy külső, oxigén elleni zárórétegre, vagy egy alumíniumrétegre (többrétegű cső). A három eljárást, amelyről szó volt, úgymint PE-Xa, PE-Xb és PE-Xc nem állítjuk sorrendbe. Bármely eljárással térhálósított cső ugyanannak az elvárásnak kell, hogy eleget tegyen. Mindhárom eljárás széles körben elfogadott és alkalmazott.
Borgulya Tibor
