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Einsatz:möglichkeiten
wärmeschrumpfender
,Umh,üI1Iungs,-
materialien in
Rohrnetzen ,aus
d'uktilen Guß,rohren
und Formstücken
Von Dieter Opltz und Rudolt Schluchtmann
Werksseitig aufgebrachte Umhüllungen schützen
im allgemeinen den Rohrschaft einschließlich der
Muffenaußenform. Für Muffen- und Flanschverbindungen
sowie für die vielfältigen Konstruktionsformen,
die in Rohrnetzen vorkommen, sind besondere
Schutzsysteme erforderlich.
Diese sollen applikationsangepaßt, einfach in der
Handhabung, möglichst fehlerfrei anwendbar und
wirtschaftlich in der Lagerhaltung sein.
Der folgende Bericht befaßt sich mit der Isolationstechnik
mit strahlungsvernetzten, wärmeschrumpfenden
Produkten aus Kunststoff.
Es soll dabei erklärt werden, was die Strahlungsvernetzung
bewirkt, welche material- und produktspezifischen
Kriterien bei der Auswahl eine Rolle
spielen und welche anwendungstechnischen Erfahrungen
vorliegen.
Strahlungsvernetzung von Kunststoffen
Bei derVernetzung von Kunststoffen werden zweidimensionale
Molekülfäden zu einem dreidimensional
vernetzten Maschenwerk verbunden (Bild 1).
Bei der Bestrahlung von Polyolefinen (z. B. Polyethylen)
werden H-Atome frei und entweichen als
Gas (H 2 ). Die freien Valenzen am Kohlenstoff verbinden
sich miteinander zwischen den einzelnen
Molekülfäden und schaffen so ein unimolekulares
dreidimensionales Netzwerk (Bild 2).
Strahlungsvernetzte Kunststoffe, besonders wenn
sie speziell mit Stabilisatoren formuliert werden,
weisen folgende technisch bedeutsamen Eigenschaften
auf:
1. Die Beständigkeit gegen aggressive Medien ist
erhöht. Sie sind in hohem Maße chemisch beständig
gegen Öle, Säuren, Laugen, aggressive
Erden, Ozon und ultra-violette Strahlung.
2. Die Kaltflußbeständigkeit: Das Material ist unter
mechanischer Belastung weitestgehend
kriechbeständig.
3. Die Alterungsbeständigkeit ist erhöht.
4. Die Versprödung wird reduziert.
5. Unschmelzbar bis zum pyrolytischen Zerfall;
durch die Vernetzung reagieren Polyolefine wie
Elastomere. Dieses Elastomerverhalten gibt
dem Kunststoff ein sogenanntes elastisches
Formgedächtnis, das man konstruktiv nutzen
kann.
1
H rl H
I I I
c-c- c
a/~'Strahlen
I I I
HH>;/
1
H H H
b-b-b
I I I
H H H n
a) a/~'Bestrahlung
fjjy~,"
f b-b-b I I I1
H H H n
b) H, 'Gas entweicht
Bild 2: Dreidimensionales Netzwerk
Elastisches Formgedächtnis
HHH
b-b-b1
I I
H H n
b- tc 1
I I I
H H H n
c) Vernetzung de r
Molekülketten
Bei einer Temperatur, die über der Schmelztemperatur
des unvernetzten Kunststoffes und unter
350°C liegt (Bild 3 b), ist das Materialgefüge in solchem
Maße elastisch, daß man entsprechend geformte
Teile unter bestimmten Voraussetzungen
um mehr als 400% aufweiten kann (Bild 3 c). Kühlt
man sie in geweitetem Zustand ab, so wird die expandierte
Form durch Bildung kristalliner Zonen
"eingefroren" (Bild 3 d). Bei erneuter kurzer Erwärmung
über den Umwandlungspunkt weichen die
kristallinen Zonen auf (Bild 3 e), die eingefrorenen
Bild 3: Formverhalten von vernetztem Polyethylen
a) d)
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Bild 1: Strukturschema von Polyethylen
unvernetzt - oben; vernetzt - unten
Polymere Kunststoffe verändern sich durch Behandlung
mit einer nach Zeit und Intensität genau
dosie rte n hochene rgetische n Eie ktronenbestrahlung
in ihrer Molekularstruktur.
b) e)
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c) ~ f)
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54 Informationen für das Gas- und Wasserfach