Polyolefin-Werkstoffe, die für ihre hervorragenden elektrischen Eigenschaften, ihre Verarbeitbarkeit und ihre Umweltverträglichkeit bekannt sind, haben sich zu einem der am weitesten verbreiteten Isolier- und Mantelmaterialien in der Draht- und Kabelindustrie entwickelt.
Polyolefine sind hochmolekulare Polymere, die aus Olefinmonomeren wie Ethylen, Propylen und Buten synthetisiert werden. Sie finden breite Anwendung in der Kabel-, Verpackungs-, Bau-, Automobil- und Medizinindustrie.
In der Kabelherstellung bieten Polyolefinmaterialien eine niedrige Dielektrizitätskonstante, hervorragende Isolationseigenschaften und ausgezeichnete chemische Beständigkeit, wodurch langfristige Stabilität und Sicherheit gewährleistet werden. Ihre halogenfreien und recycelbaren Eigenschaften entsprechen zudem modernen Trends in der umweltfreundlichen und nachhaltigen Produktion.
I. Klassifizierung nach Monomertyp
1. Polyethylen (PE)
Polyethylen (PE) ist ein thermoplastisches Harz, das aus Ethylenmonomeren polymerisiert wird und zu den weltweit am häufigsten verwendeten Kunststoffen zählt. Je nach Dichte und Molekularstruktur wird es in die Typen LDPE, HDPE, LLDPE und XLPE unterteilt.
(1)Polyethylen niedriger Dichte (LDPE)
Struktur: Hergestellt durch radikalische Polymerisation unter hohem Druck; enthält viele verzweigte Ketten, mit einem Kristallinitätsgrad von 55–65 % und einer Dichte von 0,91–0,93 g/cm³.
Eigenschaften: Weich, transparent und schlagfest, weist aber eine mäßige Hitzebeständigkeit auf (bis ca. 80 °C).
Anwendungsgebiete: Wird häufig als Mantelmaterial für Kommunikations- und Signalkabel verwendet, um ein Gleichgewicht zwischen Flexibilität und Isolation zu schaffen.
(2) Polyethylen hoher Dichte (HDPE)
Struktur: Polymerisiert unter niedrigem Druck mit Ziegler-Natta-Katalysatoren; weist wenige oder keine Verzweigungen, eine hohe Kristallinität (80–95 %) und eine Dichte von 0,94–0,96 g/cm³ auf.
Eigenschaften: Hohe Festigkeit und Steifigkeit, ausgezeichnete chemische Beständigkeit, jedoch etwas geringere Tieftemperaturzähigkeit.
Anwendungsgebiete: Weit verbreitet für Isolierschichten, Kommunikationsrohre und Glasfaserkabelmäntel, bietet hervorragenden Witterungs- und mechanischen Schutz, insbesondere bei Installationen im Freien oder unterirdisch.
(3) Lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE)
Struktur: Copolymer aus Ethylen und α-Olefin, mit kurzkettiger Verzweigung; Dichte zwischen 0,915 und 0,925 g/cm³.
Eigenschaften: Vereint Flexibilität und Festigkeit mit ausgezeichneter Durchstoßfestigkeit.
Anwendungsgebiete: Geeignet für Mantel- und Isoliermaterialien in Niederspannungs- und Mittelspannungskabeln sowie Steuerkabeln, zur Verbesserung der Stoß- und Biegefestigkeit.
(4)Vernetztes Polyethylen (XLPE)
Struktur: Ein dreidimensionales Netzwerk, das durch chemische oder physikalische Vernetzung (Silan, Peroxid oder Elektronenstrahl) gebildet wird.
Eigenschaften: Hervorragende Wärmebeständigkeit, mechanische Festigkeit, elektrische Isolation und Witterungsbeständigkeit.
Anwendungsgebiete: Weit verbreitet in Mittel- und Hochspannungskabeln, Kabeln für neue Energien und Kfz-Kabelbäumen – ein gängiges Isoliermaterial in der modernen Kabelherstellung.
2. Polypropylen (PP)
Polypropylen (PP), polymerisiert aus Propylen, hat eine Dichte von 0,89–0,92 g/cm³, einen Schmelzpunkt von 164–176 °C und einen Betriebstemperaturbereich von –30 °C bis 140 °C.
Eigenschaften: Geringes Gewicht, hohe mechanische Festigkeit, ausgezeichnete chemische Beständigkeit und hervorragende elektrische Isolation.
Anwendungsgebiete: Hauptsächlich als halogenfreies Isoliermaterial in Kabeln eingesetzt. Angesichts des wachsenden Fokus auf Umweltschutz ersetzen vernetztes Polypropylen (XLPP) und modifiziertes Copolymer-PP zunehmend das herkömmliche Polyethylen in Hochtemperatur- und Hochspannungskabelsystemen, wie beispielsweise in der Bahn-, Windkraft- und Elektrofahrzeugtechnik.
3. Polybutylen (PB)
Polybutylen umfasst Poly(1-buten) (PB-1) und Polyisobutylen (PIB).
Eigenschaften: Ausgezeichnete Hitzebeständigkeit, chemische Stabilität und Kriechfestigkeit.
Anwendungsgebiete: PB-1 wird in Rohren, Folien und Verpackungen verwendet, während PIB aufgrund seiner Gasundurchlässigkeit und chemischen Inertheit in der Kabelherstellung als wasserundurchlässiges Gel, Dichtmittel und Füllstoff weit verbreitet ist – üblicherweise verwendet in Glasfaserkabeln zur Abdichtung und zum Schutz vor Feuchtigkeit.
II. Andere gebräuchliche Polyolefinmaterialien
(1) Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA)
EVA kombiniert Ethylen und Vinylacetat und zeichnet sich durch Flexibilität und Kältebeständigkeit aus (behält die Flexibilität bis –50 °C).
Eigenschaften: Weich, stoßfest, ungiftig und alterungsbeständig.
Anwendungsgebiete: Bei Kabeln wird EVA häufig als Flexibilitätsmodifikator oder Trägerharz in Low Smoke Zero Halogen (LSZH) Formulierungen verwendet, wodurch die Verarbeitungsstabilität und Flexibilität von umweltfreundlichen Isolier- und Mantelmaterialien verbessert wird.
(2) Ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMWPE)
Mit einem Molekulargewicht von über 1,5 Millionen ist UHMWPE ein technischer Kunststoff der Spitzenklasse.
Eigenschaften: Höchste Verschleißfestigkeit unter den Kunststoffen, fünfmal höhere Schlagfestigkeit als ABS, ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit und geringe Feuchtigkeitsaufnahme.
Anwendungsgebiete: Wird in optischen Kabeln und Spezialkabeln als hochverschleißfeste Ummantelung oder Beschichtung für Zugelemente verwendet, um die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigung und Abrieb zu erhöhen.
III. Schlussfolgerung
Polyolefin-Werkstoffe sind halogenfrei, raucharm und ungiftig bei der Verbrennung. Sie bieten ausgezeichnete elektrische, mechanische und Verarbeitungsstabilität, und ihre Eigenschaften lassen sich durch Pfropfen, Mischen und Vernetzen weiter verbessern.
Dank ihrer Kombination aus Sicherheit, Umweltfreundlichkeit und zuverlässiger Leistung haben sich Polyolefin-Werkstoffe zum Kernmaterial der modernen Draht- und Kabelindustrie entwickelt. Mit Blick auf die Zukunft, in der Sektoren wie Elektrofahrzeuge, Photovoltaik und Datenkommunikation weiter wachsen, werden Innovationen bei Polyolefin-Anwendungen die leistungsstarke und nachhaltige Entwicklung der Kabelindustrie weiter vorantreiben.
Veröffentlichungsdatum: 17. Oktober 2025