Polyetheen XLPE verbetert eigenschappen kunststof

Polyetheen als isolatiemateriaal voor kabels ontstaat doormiddel van polymerisatie, het proces van het met elkaar verbinden van etheen (C2H4) moleculen in lange dunne ketens. Zuiver polyetheen bestaat alleen uit koolstofatomen en waterstofatomen. Voordat het toegepast kan worden als isolatiemateriaal worden additieven toegevoegd om het materiaal UV-bestendig te maken, te kleuren en andere eigenschappen te geven. Bij verwarming boven het smeltpunt verdwijnen deze verbindingen en kan het materiaal elke vorm worden gegeven. Dit gebeurt in de extruder die het polyetheengranulaat samenperst en verhit zodat het als aderisolatie of mantel om de kabel kan worden aangebracht. De lange en zeer dunne polyetheenketens lopen willekeurig door elkaar, waar ze elkaar raken ontstaat een verbinding (kristallijne zones). Die geven het materiaal zijn stevigheid en worden wel XLPE of VPE genoemd, Duits voor Vernetztes Polyethylen. Het is een proces voor het verbeteren van de eigenschappen van plastic. Door middel van vernetting worden extra verbindingen tussen de ketens gevormd die het materiaal verharden. XLPE is beter bestand tegen vervormingen bij hogere temperaturen, tegen chemicaliën en oplosmiddelen en tegen buigen. Het is harder en slijtvaster dan standaard plastics.

Vernetting kan op verschillende manieren gebeuren: chemisch of via bestraling. Chemische vernetting bestaat uit het toevoegen van peroxide of silaan. Dit gebeurt bij temperaturen tussen de 160° en 200° C. Nadeel van deze thermische vorm van vernetting is dat het materiaal veroudert tijdens het proces. De toevoegingen zijn tevens thermisch instabiel en zorgen ervoor dat materiaal op langere termijn veroudert. Elektronen bestraling (Electron-beam irradiation) gebeurt bij temperaturen tussen 40° en 60° C waarbij elektronen (negatief geladen deeltjes) op het materiaal worden geschoten met bijna de lichtsnelheid (300.000 km/s). Dit alles vindt plaats in een vacuümproces en is vergelijkbaar met een oud televisiescherm waarbij elektronen door een magnetisch veld op het beeldscherm worden geschoten. Deze elektronen, Beta-stralen, zorgen ervoor dat extra elektronen van moleculen los schieten en bijdragen aan de vernetting van de moleculen.

XLPE gemaakt door middel van Electron-beam irradiation is stabieler en veroudert nauwelijks. LEONI gebruikt dit bij kabels voor zonnepanelen. De invloed van UV-stralen en temperatuurschommelingen is daar vaak het grootst. Solar kabels voldoen aan de Europese norm NEN-EN50618.