طرق اتصال البولي ايثيلين

يتم تصنيف عملية الربط المتقاطع بناءً على عاملين رئيسيين، المنشط المستخدم للربط المتقاطع وحالة البوليمر أثناء عملية الربط المتقاطع. وبالتالي، يتم تصنيف عملية الربط المتبادل إلى عمليتين فيزيائية وكيميائية.

العملية الجسدية

في عملية الربط الفيزيائي، يتعرض البولي إيثيلين لمصادر عالية الطاقة مثل إشعاع الميكروويف، والإلكترونات عالية الطاقة، وما إلى ذلك. وتسمى هذه العملية أيضًا طريقة الإشعاع. في الطريقة الإشعاعية، تسمح تقنيات الإشعاع (الموجات أو الجسيمات النشطة) بتكوين وسيط نشط (جذور حرة) في سلسلة البولي إيثيلين. تُستخدم الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والترددات العالية جدًا وأشعة جاما (γ) وحزم الإلكترون بشكل أساسي في تقنية التشعيع حيث تستخدم أشعة جاما وحزم الإلكترون في الغالب في التطبيقات الصناعية. تتضمن آلية التفاعل كسر رابطة C-H للبولي إيثيلين عن طريق امتصاص الأشعة عالية الطاقة لتكوين جذور الهيدروجين والبوليمر، وتشكل جذور البوليمر هذه روابط CC-C مترابطة. وتجدر الإشارة إلى أن هذه الطريقة تُعرف باسم PEX-c في صناعة الأنابيب.

أثناء التفاعل، يتم إطلاق الهيدروجين وبعض الجزيئات الأليفاتية الصغيرة على شكل غاز. تعتبر طريقة الإشعاع عملية أنظف، لأن المواد المسببة للإدمان (باستثناء بعض العوامل المسببة لزيادة كفاءة الإشعاع) ليست ضرورية لبدء التفاعل. إن تشكيل شبكة اتصال عرضية غير متجانسة والمخاطر في العملية وتكلفة تركيب معدات الإشعاع هي العوائق الرئيسية لتقنية الإشعاع.

عملية كيميائية

يتضمن الارتباط الكيميائي إضافة بعض عوامل الارتباط المتبادل لإنتاج الجذور الحرة التي تشكل عملية الارتباط الكيميائي، وطريقة البيروكسيد، وطريقة السيلان، وطريقة الآزو، والتي تسمى PEX-a وPEX-a في صناعة أنابيب PEX ذات الخمس طبقات، على التوالي، PEX-b وPEX-d معروفان. تتم مقارنة تقنيات الربط الكيميائي المختلفة أدناه.

أ) طريقة البيروكسيد:

في هذه الطريقة، تقوم المواد الكيميائية المعتمدة على البيروكسيد (ثالثي بوتيل كوميل بيروكسايد، ديكوميل بيروكسايد، وما إلى ذلك) بتوليد الجذور الحرة البوليمرية التي تشكل روابط متشابكة. يحدث التفاعل في مرحلة الذوبان فوق درجة حرارة تحلل البيروكسيد، وبالتالي، تكون الروابط المتشابكة PE متجانسة تقريبًا. الكربون الثالث أكثر عرضة لهجوم البيروكسيد (بسبب الجذور الحرة الأكثر استقرارا)؛ ولذلك، فإن تفاعل الارتباط المتقاطع للبيروكسيد أعلى في LDPE من HDPE. يتم استخدام معظم طريقتي البيروكسيد هاتين، طريقة إنجل وبونت-آ-موسون. تتضمن عملية إنجل المكونة من خطوة واحدة خلط البولي إيثيلين، ومعظمه HDPE، مع جزيئات البيروكسيد في عملية الطارد والصهر. ومع ذلك، تتضمن طريقة بونت-آ-موسون خطوتين، وضع خليط من جزيئات البولي إيثيلين والبيروكسيد في الطارد وتعديل شبكة البولي إيثيلين المبثوق في حمام ملح تحت درجة حرارة أعلى من تحلل البيروكسيد. يعد انخفاض الإنتاج ورأس المال الاستثماري المرتفع ومعدل النفايات المرتفع من بعض عيوب طريقة الربط المتبادل للبيروكسيد.