PEX چیست؟
پلی اتیلن متقاطع که به طور معمول PEX ، XPE یا XLPE نامیده می شود ، نوعی پلی اتیلن با اتصالات عرضی است. به دلیل کاربرد راحت، انعطاف پذیری اتصالات و لوله ها در گوشه ها و نصب آسان سالهاست که PEX به عنوان جایگزینی برای پلی وینیل کلراید (PVC)، پلی وینیل کلرید کلر (CPVC) یا لوله های مسی در سیستم لوله کشی در نظر گرفته می شود.
تاریخچه ساخت PEX چیست؟
اولین ماده PEX در دهه 1930 ، با تابش لوله اکسترود شده با پرتو الکترون تهیه شد. روش پردازش پرتو الکترون در دهه 1970 عملی شد اما هنوز روشی پر هزینه بود. در دهه 1960 روش Engel کشف شد. در این روش ، یک پراکسید قبل از اکسترود با HDPE مخلوط می شود و اتصال عرضی در حین عبور پلیمر ذوب شده از یک قالب گرم شده طولانی انجام می شود. در سال 1968 ، فرآیند Sioplas با استفاده از سیلیکون هیدرید (silane) شناسایی و در سال 1974 ثبت اختراع شد و به دنبال آن فرآیند دیگری مبتنی بر سیلان به نام Monosil انجام شد. امروزه از هر سه روش به منظور تهیه PEX استفاده می شود.
محصولات PEX چگونه تولید می شوند؟
PEX را می توان با استفاده از یکی از سه فرآیند زیر تولید کرد:
1. اولین و متداول ترین روند Engel است : فرآیند Engel به دما و فشار همراه با پراکسید متکی است که در هنگام ذوب شدن پلیمر HDPE و ایجاد اتصالات عرضی بین مولکول ها در دمای بالاتر از دمای تجزیه پلیمر ، رادیکال های آزاد ایجاد شده و اتصال متقابل شکل می گیرد.
2. روش سیلان: با پیوند یک مولکول سیلان بر روی ستون مولکولی اصلی پلی اتیلن انجام می شود. اتصال متقاطع با قرار گرفتن لوله در معرض بخار یا آب گرم پس از اکستروژن صورت می گیرد.
3. روش پرتو الکترون: با اکسترود پلی اتیلن با چگالی بالا شروع می شود. پس از اکستروژن، لوله به یک مجموعه پرتوی الکترون منتقل می شود و در معرض تابش مشخص قرار می گیرد تا پیوندهای موجود بین مولکول های پلیمر شکسته شده و فرآیند پیوند عرضی آغاز شود.
مهمترین ویژگی های PEX چیست؟
مقاومت در برابر ضربه در دمای پایین، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر ترک خوردگی در برابر فشار محیطی می تواند با اتصال عرضی به طور قابل توجهی افزایش یابد. در مقایسه با پلی اتیلن ترموپلاستیک ، PEX ذوب نمی شود (مشابه الاستومرها) و از نظر حرارتی مقاوم است. اتصال متقابل خصوصیات دمایی پلیمر پایه را افزایش داده و مقاومت کافی در دمای 120–150 درجه سانتیگراد را ایجاد می کند.
تقریباً تمام PEX مورد استفاده در لوله ها از پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) ساخته شده است. درجه مورد نیاز برای اتصال عرضی، بین 65 تا 89 درصد است. درجه بالاتری از پیوند عرضی می تواند منجر به شکنندگی و ترک خوردگی در مواد و درجه پایین تر اتصال متقابل می تواند منجر به ایجاد محصولی با خصوصیات فیزیکی ضعیف شود. از دیگر ویژگی های آن می توان به:
1. نصب آسان - PEX از روش نصب "crimp" استفاده می کند که شامل چین دادن حلقه در اطراف اتصالات رزوه ای با استفاده از یک ابزار خاص است.
2. انعطاف پذیری - لوله کشی PEX می تواند در فواصل طولانی بدون نیاز به اتصالات اضافی استفاده شود.
3. از آنجا که PEX در معرض خراب شدن اشعه ماورا بنفش است ، نمی توان از این لوله ها در فضای باز استفاده کرد.
انواع مختلف محصولات PEX
با توجه به روش های تولید PEX انواع مختلفی از آن با نام های (PE-Xa)، (PE-Xb)، (PE-Xc) و (PE-Xd) وجود دارند.
1. اتصال متقابل پراکسید (PE-Xa): پیوند عرضی پلی اتیلن با استفاده از پراکسیدها (به عنوان مثال دی کومیل پراکسید یا دی ترت بوتیل پراکسید) در فرآیند به اصطلاح Engel رخ می دهد. ابتدا مخلوطی از HDPE و 2٪ پراکسید در دمای پایین در دستگاه اکسترودر مخلوط می شود و سپس در دمای بالا (بین 200 درجه سانتیگراد تا 250 درجه سانتیگراد) بهم پیوند می خورد. اتم های هیدروژن از زنجیره پلیمر جدا شده (منجر به ایجاد رادیکال می شود) و یک شبکه پیوند متقابل شکل می گیرد. شبکه پلیمری حاصل یکنواخت است، دارای کشش کم و انعطاف پذیری بالا است ، در نتیجه نرمتر و سخت تر از PE-Xc است.
2. اتصال متقابل سیلان (PE-Xb): در حضور سیلان ها (به عنوان مثال تری متوکسیووینیل سیلان) در ابتدا می توان پلی اتیلن را با تابش یا مقدار کمی پراکسید ، Si- باردار کرد. بعداً می توان گروه های Si-OH را با هیدرولیز در یک حمام آب تشکیل داد، سپس متراکم شده و با تشکیل پل های Si-O-Si ، PE را بهم پیوند می دهد.
3. اتصال متقاطع تابش (PE-Xc): محصولات PE با تقسیم اتم های هیدروژن زیر نقطه ذوب کریستالی بهم پیوند می خورند. بر خلاف پیوند عرضی پراکسید، این فرآیند در حالت جامد انجام می شود.
4. پیوند عرضی آزو (PE-Xd): در فرآیند به اصطلاح لوبونیل ، پلی اتیلن پس از اکستروژن در حمام گرم نمک ، ترکیبات آزو از پیش اضافه شده را بهم پیوند می دهد.
PEX در مقابل PVC، تفاوت این دو در چیست؟
امروزه دو لوله PVC و PEX جزو رایج ترین انواع لوله در سیستم لوله کشی محسوب می شوند. برخی از مردم بر این باورند که تغییر از PVC به PEX فقط برای رفع نیازهای فعلی لوله کشی مورد توجه قرار گرفته است اما با وجود شباهت های بسیار بین این دو محصول باید خاطر نشان کرد که تفاوت های آشکاری نیز وجود دارد که سبب می شود بر حسب نیاز، در مسیر انتخاب لوله مناسب یکی بر دیگری ارجحیت داشته باشد. در زیر به بررسی شاخص ترین تفاوت های این دو لوله می پردازیم:
طول عمر
لوله های PEX می توانند تقریباً به اندازه لوله های مسی دوام داشته باشند و عمر پوسته آن بین 40 تا 50 سال است. در عین حال، PVC ها تا زمانی که به خوبی نگهداری شوند، عمر طولانی تری در حدود 70 سال خواهند داشت.
دسترسی
پی وی سی ها عملاً در هر فروشگاه سخت افزاری موجود هستند و کاملاً مقرون به صرفه هستند که همین امر یکی از دلایل محبوبیت آنها در بین مشتریان است، از سوی دیگر، بسیاری از لوله های مبتنی بر PEX می توانند بسیار گران باشند و قیمت برخی از مدل ها تقریباً به اندازه لوله های مسی است.
پایداری
بسیاری از اجزای یک لوله پی وی سی دارای قطعات قابل بازیافت هستند، بنابراین زمانی که عمر آن به پایان می رسد، می توان از برخی از این قطعات به خوبی استفاده کرد. این دقیقاً در مورد لوله های PEX صدق نمی کند.
با این وجود، PEX ها به انعطاف پذیری معروف هستند. لوله کش ها به راحتی می توانند این لوله ها را از نظر شکل و اندازه تنظیم کنند که گاهی اوقات در صورت تغییر ناگهانی جهت لوله ها بسیار کاربردی به نظر می رسند. این مدل لوله پلاستیکی همچنین در صورت تطبیق با انواع لوله های دیگر بسیار سازگار است. نمونه‌های خوب لوله‌های مسی هستند که در کنار PEX به خوبی کار می‌کنند که این امر تا حدی به دلیل عنصر پلی اتیلن متقاطع مقاوم در برابر خوردگی در ساختار PEX می باشد.
با توجه به مطالب ذکر شده از این ماده عمدتا در سیستم های لوله کشی ساختمان، سیستم های هیدرونیک گرمایش و سرمایشی، لوله کشی آب خانگی، عایق کابل های الکتریکی با ولتاژ بالا ، لوله کشی گاز و برنامه های نفتی دریایی، حمل و نقل شیمیایی و حمل و نقل فاضلاب و ... استفاده می شود.