في المجال الكهربائي، من الأشياء الأساسية للأسلاك والكابلات الكهربائية هي المواد العازلة والتغليف.لسنوات عديدة، كانت المادة العازلة البارزة لكابلات الطاقة عبارة عن ورق مشرب بالزيت نظرًا لخصائصه الكهربائية الممتازة.كما أن لديها القدرة على تحمل درجة عالية من الحمل الحراري الزائد دون تدهور مفرط.ومع ذلك، بسبب طبيعته الاسترطابية، فإن الغلاف المعدني يتآكل بسبب الرطوبة.لذلك، كانت هناك حاجة منذ فترة طويلة إلى مادة عازلة لكابلات الطاقة، والتي تحتوي على مزيج من الطبيعة غير المسترطبة للمواد البلاستيكية الحرارية.
أدى البحث المستمر لمثل هذه المادة الحلم في النهاية إلى اكتشاف مادة البولي إيثيلين المتشابكة.يشير تشابك البوليمرات إلى تعديل خصائص البوليمر عن طريق تحفيز الروابط الكيميائية بين الجزيئات الكبيرة الفردية.من خلال تشابك البوليمرات مثل البولي إيثيلين، يتم تشكيل شبكة ثلاثية الأبعاد من الروابط بين سلاسل البوليمر مما يزيد من الوزن الجزيئي.وهذا مشابه لآلية "فلكنة المطاط".
تستلزم عملية "الفلكنة" التقليدية التسخين وإضافة الكبريت أو المواد الكيميائية الأخرى لتكوين روابط متقاطعة بين السلاسل الطويلة المميزة لجزيئات المطاط الصناعي.بدأت هذه العملية منذ فترة طويلة ولا تزال قيد الاستخدام.تعتمد خاصية البوليمر على كمية الكبريت المستخدمة.كلما زاد استخدام الكبريت، كلما أصبح المنتج أكثر صلابة، ويتحمل درجات الحرارة المرتفعة والضغوط والتحديات الميكانيكية التي تؤثر على سلامته.لكن الفلكنة الكبريتية لها عيوب خطيرة فيما يتعلق بصحة الإنسان والبيئة ولها بعض السلبيات الاقتصادية.علاوة على ذلك، فإنه يحتاج إلى درجة حرارة عالية لبدء التفاعل الكيميائي وينبعث منه غازات سامة ورائحة، بالإضافة إلى إنتاج العديد من المخلفات الكيميائية غير المرغوب فيها والتي يجب إزالتها من المنتج النهائي.
إن "الربط الإشعاعي" هو الأسلوب الذي أثبت نجاحه والذي يتجاوز كل هذه الآثار السلبية لعملية الفلكنة.إنها طريقة لدرجة حرارة الغرفة ولها في حد ذاتها ميزة هامة من حيث التكلفة.يمكن التحكم فيه بسهولة ويتم الحصول على الخصائص المطلوبة للبوليمر ببساطة عن طريق تغيير الجرعة (وقت التشعيع).المواد المحولة ليست بأي حال من الأحوال أقل شأنا من تلك التي يتم إنتاجها عن طريق الفلكنة بالكبريت.
الهدف الأساسي من التشابك هو ترقية المقاومة الحرارية.بشكل عام، الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها في دائرة كهربائية قصيرة هو 140 درجة مئوية لكابلات البولي إيثيلين غير المتشابكة ويمكن ترقيتها إلى 250 درجة مئوية عن طريق عملية الربط الإشعاعي.الهدف الثاني الأكثر شيوعًا هو تأثير الذاكرة الذي يتم عرضه بواسطة أنابيب الانكماش.هذه هي الخاصية غير العادية والقيمة للبولي إيثيلين المشعع، ويتم الاحتفاظ بها إلى أجل غير مسمى داخل البوليمر بغض النظر عن الوقت وأي عدد لاحق من التشوهات.وبالتالي، إذا تم تشعيع البولي إيثيلين في شكل بلوري جزئيًا (أي تحت نقطة انصهاره) ثم تسخينه لإزالة البلورات، فإنه يمكن أن يتشوه إلى حد كبير (على سبيل المثال عن طريق التمدد) ثم يتم تبريده مرة أخرى إلى بلورات لإعادة تشكيله في شكله الجديد.إذا تم تسخين المادة مرة أخرى فوق درجة الانصهار، تختفي هذه البلورات وسيميل البولي إيثيلين الشبيه بالمطاط إلى العودة إلى شكله إذا تم احتجازه أثناء التشعيع ربما قبل أشهر أو سنوات.يتم تصنيع أنابيب الانكماش عن طريق بثق بوليمر مُصمم خصيصًا في أنبوب ثم ربط هذا الأنبوب لاحقًا.بعد التشابك، يتم تسخين الأنبوب وتوسيعه وتبريده في الشكل الموسع.هذا الأنبوب الموسع، بمجرد إعادة تسخينه، سوف ينكمش مرة أخرى إلى شكله الأصلي، والذي يرجع إلى تأثير الذاكرة للربط المتشابك.نظرًا لأن جزيئات البوليمر مرتبطة كيميائيًا ببعضها البعض ولم تعد قادرة على التحرك بشكل عشوائي، فقد تم تحسين خصائص مختلفة مثل مقاومة الحرارة ومقاومة التآكل واستقرار الأبعاد وخاصية الالتصاق وما إلى ذلك.وبالتالي، قد ينقل الارتباط المتشابك الخصائص المرغوبة إلى البوليمر، أي المتانة، والمرونة، ومقاومة الصدمات، والمقاومة الكيميائية وما إلى ذلك. ويستخدم البولي إيثيلين المشعع على نطاق واسع جدًا في الأغشية القابلة للانكماش بالحرارة للتغليف والتغليف والتوصيلات الكهربائية، والتي يمكن أن تتقلص بسهولة بالحرارة إلى مكونات أخرى. .من أجل المرونة، يكون تركيب الأسلاك/الكابلات المتشابكة أسهل وخاليًا من قيود الارتفاع.علاوة على ذلك، لا يلزم وجود غمد معدني للصيانة.بالإضافة إلى ذلك، فإن خصائص الشد تكون متوسطة بين اللدائن الحرارية والمرنة.
وقت النشر: 18 فبراير 2017