Dynasylan® SILFIN für Kabel und thermostabile Rohre 

Polyethylen (PE) ist ein thermoplastischer Kunststoff – er lässt sich in einem gewissen Temperaturbereich schmelzen und verformen. Er ist vielseitig einsetzbar, etwa in Verpackungsmaterialien und vor allem auch für Kabel und Rohrleitungen. Nicht vernetztes PE kann sich ab einer bestimmten Temperatur verformen und sogar reißen, daher ist es auf Anwendungen begrenzt, bei denen die Betriebstemperatur deutlich unter seiner Schmelztemperatur liegt. Nur durch eine Vernetzung kann das Material bei Temperaturen über 100 Grad Celsius eingesetzt werden.

Die Vernetzung von Polyethylen für Kabel und Rohre ist ein seit Jahrzehnten weit verbreitetes Verfahren. Damit kann die thermoplastische Stabilität des Kunststoffs verbessert und sein Anwendungsspektrum beträchtlich erweitert werden. Vernetztes Polyethylen (PEX oder XLPE, cross-linked polyethylene) zeichnet sich durch besonders gute mechanische Eigenschaften aus: Es verformt sich auch bei deutlich höheren Temperaturen nicht und ist besonders beständig gegen Spannungsrisse.

In der Kabel- und Rohrindustrie werden vor allem XLPE und mineralisch gefüllte Polyolefine oder Kautschuke eingesetzt. Sie finden Anwendung zum Beispiel in Isolierungen von Hochspannungskabeln (XLPE-Kabel) oder in Trinkwasserrohren. Diese müssen aufgrund von Temperaturschwankungen und hohen Drücken besonders stabil sein. Durch die Silane-Vernetzung sind die Kunststoff-Moleküle durch eine chemische Reaktion zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft. Auf diese Weise werden die Rohre härter, zäher und ihr Schmelzpunkt steigt.

Es gibt unterschiedliche Vernetzungsmethoden, etwa mit Peroxiden (PEX-a), durch Bestrahlung (PEX-c) oder mittels Silanen (PEX-b). Peroxide und Bestrahlung funktionieren mechanistisch sehr ähnlich: Es bilden sich Radikale, die sich neu kombinieren und eine chemische Verbindung zwischen den Molekülen schaffen. Die neue chemische Verbindung verbessert die mechanische Performance im Polyethylen PEX.

Allerdings ist PEX-a nur in einem sehr engen Temperaturfenster möglich, damit es nicht zu einer Vernetzung vor der Prdoktformung kommt. PEX-c wiederum erfordert hohe Investitionen in ein spezielles Equipment, dessen Betrieb vergleichsweise auch kostenintensiv ist. PEX-b, die Vernetzung von Polyethylen mithilfe von organofunktionellen Silanen, hat sich daher als das wirtschaftlichste Verfahren bewährt. Es erfordert kaum Investitionskosten, da auf konventionellen Maschienen gefertigt werden kann. Zusätzlich liefert es bereits beim Einsatz geringer Silane-Mengen exzellente Ergebnisse.

Das Besondere an diesem Verfahren ist, dass hier das Polymer in der ersten Stufe chemisch modifiziert wird. Für die Reaktion werden Vinylsilane auf eine Polymerkette gepfropft. Dies schafft größere Abstände zwischen den Polyethylenketten und macht das Polymer flexibler und elastischer. Dabei bleibt das Polymer noch immer wärmeresistent und vielseitig einsetzbar. Die anschließende Vernetzung findet außerhalb des Extruders statt und wird im Wasserbad, einer Dampfkammer oder bei Umgebungsbedingungen aktiviert.

Mit Dynasylan® SILFIN bietet Evonik maßgeschneiderte Mischungen aus Vinylsilanen, Vernetzungskatalysatoren und weiteren Bestandteilen für das Pfropfen und Vernetzen von Polyethylen. Dynasylan® SILFIN ist eine umweltfreundlichen Lösung für die Vernetzung in der Kabel- und Rohrextrusion.

• Bereits geringe Mengen an Silan liefert exzellente Materialeigenschaften für die Endanwendung
• Silan-Vernetzung ist eine umweltfreundliche Technologie
• Niedrige Investitionskosten durch die Verarbeitung auf konventionellen Extrudern
• Hohe Produktionsdurchsatzraten möglich
• Breites Prozesstemperatur-Fenster sorgt für eine flexible Verarbeitung
• Durch die Vernetzung außerhalb der Schmelze bleibt die Dichte des Polyethylens erhalten
• Gute mechanische Eigenschaften des vernetzten Poylmers: Hohe Druck- und Temperaturbeständigkeit bei gleichzeitiger Flexibilität und Elastizität
• Für Trinkwasserrohre geeignete Produkttypen