Dans le domaine électrique, l'un des éléments essentiels pour les fils et câbles électriques sont les matériaux d'isolation et de gainage.Pendant de nombreuses années, le matériau d'isolation prédominant pour les câbles électriques était le papier imprégné d'huile en raison de ses excellentes propriétés électriques.Il a également la capacité de résister à un degré élevé de surcharge thermique sans détérioration excessive.Cependant, en raison de sa nature hygroscopique, la gaine métallique est corrodée par l'humidité.Il y avait donc depuis longtemps un besoin pour un matériau d'isolation pour câbles électriques, combinant la nature non hygroscopique des matériaux thermoplastiques.
La recherche continue d'un tel matériau de rêve a finalement abouti à la découverte du polyéthylène réticulé.La réticulation des polymères fait référence à la modification des propriétés des polymères en induisant des liaisons chimiques entre des macromolécules individuelles.En réticulant les polymères tels que le polyéthylène, un réseau tridimensionnel de liaisons se forme entre les chaînes polymères, ce qui augmente le poids moléculaire.Ceci est analogue au mécanisme de « vulcanisation du caoutchouc ».
Le processus conventionnel de « vulcanisation » implique le chauffage et l'ajout de soufre ou d'autres produits chimiques pour former des liaisons croisées entre les longues chaînes caractéristiques des molécules d'élastomère.Ce processus a commencé il y a longtemps et est toujours utilisé.La propriété du polymère dépend de la quantité de soufre utilisée.Plus la quantité de soufre utilisée est élevée, plus le produit est dur, ce qui lui permet de résister à des températures, des pressions et des défis mécaniques plus élevés pour son intégrité.Mais la vulcanisation au soufre présente de graves inconvénients en termes de santé humaine et d'environnement, ainsi que certains inconvénients économiques.De plus, il nécessite une température élevée pour démarrer la réaction chimique et émet des gaz odorants et toxiques ainsi que de nombreux résidus chimiques indésirables qui doivent être éliminés du produit final.
La « réticulation par rayonnement » est la méthode éprouvée qui contourne tous ces effets négatifs du processus de vulcanisation.Il s’agit d’une méthode à température ambiante présentant en soi un avantage important en termes de coût.Il est facilement contrôlé et les propriétés souhaitées du polymère sont obtenues simplement en modifiant la dose (durée d'irradiation).Les matériaux transformés ne sont en rien inférieurs à ceux produits par vulcanisation au soufre.
L'objectif principal de la réticulation est d'améliorer la résistivité thermique.Généralement, la température maximale autorisée dans un court-circuit est de 140⬚C pour un câble en polyéthylène non réticulé qui peut être portée à 250⬚C par le processus de réticulation par rayonnement.Le deuxième objectif le plus courant est l’effet mémoire tel que celui affiché par les gaines thermorétractables.C'est la propriété inhabituelle et précieuse du polyéthylène irradié et elle est retenue indéfiniment dans le polymère indépendamment du temps et du nombre ultérieur de déformations.Ainsi, si le polyéthylène est irradié sous une forme partiellement cristalline (c'est-à-dire en dessous de son point de fusion) puis chauffé pour éliminer les cristaux, il peut être considérablement déformé (par exemple par étirement) puis refroidi à nouveau en cristaux pour se reformer dans sa nouvelle forme.Si le matériau est chauffé à nouveau au-dessus de la fusion, ces cristaux disparaissent et le polyéthylène caoutchouteux aura tendance à reprendre sa forme s'il est maintenu pendant l'irradiation, éventuellement des mois ou des années auparavant.La gaine thermorétractable est fabriquée en extrudant un polymère spécialement formulé dans un tube et en réticulant ensuite ce tube.Après réticulation, le tube est chauffé, expansé et refroidi sous forme expansée.Ce tube expansé, une fois réchauffé, reprendra sa forme originale, ce qui est dû à l'effet mémoire de la réticulation.Étant donné que les molécules de polymère sont chimiquement liées les unes aux autres et ne peuvent plus se déplacer de manière aléatoire, différentes propriétés telles que la résistance à la chaleur, la résistance à l'abrasion, la stabilité dimensionnelle, la propriété d'adhésion, etc. sont améliorées.Ainsi, la réticulation peut conférer les propriétés souhaitées au polymère, à savoir la ténacité, la flexibilité, la résistance aux chocs, la résistance chimique, etc. Le polyéthylène irradié est très largement utilisé pour les films thermorétractables destinés à l'emballage, à l'encapsulation et aux connexions électriques, qui peuvent être facilement thermorétractés sur d'autres composants. .Pour plus de flexibilité, l'installation du fil/câble réticulé est plus facile et sans limitation de hauteur.De plus, aucune gaine métallique n'est nécessaire pour l'entretien.De plus, les propriétés de traction sont intermédiaires entre un thermoplastique et un anélastomère.
Heure de publication : 18 février 2017