Wraz z postępem technicznym w automatyce i w transmisji sygnałów wzrastają wymagania dotyczące własności kabli. Powstają nowe konstrukcje i stosowane są nowe materiały, również tworzywa sztuczne, które decydują o tych własnościach i zakresie zastosowań. Przemysł chemiczny, współpracując z producentami kabli, opracowuje nowe odmiany tworzyw o wyspecjalizowanych własnościach.

Poniżej omówiono cechy charakterystyczne tworzyw stosowanych przez Technokabel. W Tablicy 1 zestawiono ważniejsze ich własności.

Polietylen (PE) charakteryzuje się bardzo dobrymi własnościami elektrycznymi - ma niewielką stałą dielektryczną, praktycznie niezmienną wraz z częstotliwością, niewielką stratność i wysoką rezystywność. Twardość i elastyczność polietylenu zależy od jego ciężaru cząsteczkowego i gęstości. Polietylen o małej gęstości (LDPE) jest najbardziej elastyczny i miękki, polietylen o dużej gęstości (HDPE) i dużej masie cząsteczkowej jest twardszy. Izolacja polietylenowa jest lekka, odporna na działanie wody i większości związków chemicznych oraz daje się łatwo usunąć z żyły. Ze względu na małą stałą dielektryczną oraz niewielką stratność, polietylen stosuje się na izolację kabli dla częstotliwości akustycznych, ale przede wszystkim dla częstotliwości radiowych, gdzie istotna jest niewielka pojemność żył. Polietylen nie jest odporny na ultrafiolet, ale dodatek antyutleniaczy i pigmentów uodparnia go na promieniowanie słoneczne
i warunki atmosferyczne. Polietylen jest łatwopalny i kapie gdy się pali, a przy tym rozprzestrzenia płomień. Natomiast usieciowanie lub domieszki pewnych substancji uodporniają izolację polietylenową na rozprzestrzenianie płomienia.

Polietylen spieniony ma strukturę gąbki o zamkniętych porach. Spienienie powstaje podczas wytłaczania izolacji w dwojaki sposób: albo na skutek rozkładu pewnych substancji dodanych do polietylenu
i wydzielających gaz - spienienie chemiczne, albo przez dodawanie gazu i mieszanie go z tworzywem - spienienie fizyczne. Polietylen spieniony ma mniejszą, niż polietylen naturalny, stałą dielektryczną, zależną od stopnia spienienia. Jest więc doskonałym materiałem izolacyjnym dla żył kabli przeznaczonych dla częstotliwości radiowych. Izolacja z polietylenu spienionego jest jednak miękka i łatwo ją uszkodzić mechanicznie już w procesie produkcyjnym. Dlatego, w niektórych typach kabli, na spienioną izolację wytłaczana jest bardzo cienka warstwa polietylenu naturalnego nazywana naskórkiem. Jeśli wymagana jest dobra przyczepność izolacji do żyły, wówczas wytłaczany jest dodatkowy naskórek wewnętrzny.

Polietylen usieciowany (XLPE) to tworzywo, którego łańcuchy polimerów połączone są dodatkowymi wiązaniami poprzecznymi, powstającymi w procesie sieciowania (wulkanizacji). Polietylen usieciowany (nazywany też usieciowanym) ma własności elektryczne równie dobre, jak polietylen naturalny, ma jednak lepsze własności mechaniczne. Izolacja z polietylenu usieciowanego może być stosowana w szerszym zakresie temperatur.

Polwinity (PVC) występują jako bardzo liczna grupa tworzyw na bazie plastyfikowanego polichlorku winylu. Polwinity wykazują podwyższoną odporność na działanie płomienia, olejów, ozonu, promieniowania słonecznego i większości rozpuszczalników. Ponieważ przenikalność dielektryczna PVC jest większa niż polietylenu, izolację polwinitową stosuje się tylko w kablach do transmisji sygnałów o częstotliwościach akustycznych. Polwinity są mieszaninami wielu składników i przez odpowiedni ich dobór można uzyskać zamierzone, zmodyfikowane własności. Modyfikacje dotyczą głównie własności mechanicznych, w tym elastyczności i twardości, i umożliwiają zastosowanie polwinitu dla zakresu niskich albo podwyższonych temperatur. Znane są również specjalne receptury dla rozszerzonego zakresu temperatur (-55°C do 105°C). Modyfikacja własności mechanicznych pociąga za sobą zmiany własności elektrycznych, szczególnie stałej dielektrycznej.

Polipropylen (PP) ma własności elektryczne zbliżone do polietylenu, ale jest od niego twardszy
i bardziej odporny na temperaturę. Ponieważ jest sztywniejszy niż polietylen, stosowany jest głównie do przewodów o małych wymiarach, a jego dobre własności elektryczne zapewniają małe tłumienie sygnałów.

Elastomery termoplastyczne (TPE), to grupa tworzyw o wyjątkowych własnościach - choć można je wytłaczać podobnie jak większość tworzyw termoplastycznych, ich własności użytkowe są podobne do własności jakie mają gumy (stąd nazwa). Ich zasadniczą cechą jest odporność na temperatury w szerokim ich zakresie, od poniżej - 40°C do powyżej 120°C.

Tworzywa bezhalogenowe nie rozprzestrzeniające płomienia (FRHF - ang. Flame Retardant Halogen Free), nie zawierają pierwiastków z grupy chlorowców i podczas palenia nie wydzielają agresywnych i trujących gazów oraz dymów. Zawierają natomiast substancje, które podczas palenia wydzielają wodę, utrudniając zapalenie się tworzywa i rozprzestrzenianie płomienia. Ich własności elektryczne i mechaniczne są podobne do własności polwinitów.

Mika w postaci taśmy złożonej z blaszek mikowych połączonych lepiszczem na elastycznym podłożu, charakteryzuje się odpornością na wysokie temperatury, do 1200°C.

Tablica 1. Własności tworzyw izolacyjnych i powłokowych

	Polwinit zwykły PVC	Polwinit ciepło-odporny	Polwinit olejo-odporny	Polietylen izolacyjny PE	Polietylen spieniony PE	Polietylen powłokowy PE	Polipro- pylen PP
Zakres temperatur pracy [°C}	-30 – 70	-25 – 105	-30 – 70	-50 – 100	-50 – 100	-50 – 100	-50 – 110
Gęstość w 20°C [g/cm3]	1,20 – 1,55	1,35 – 1,40	1,20 – 1,40	0,92	zależna od stopnia spienienia	ok. 0,93	0,90
Twardość A [°ShA] lub D [°ShD])	55 – 95 A	70 – 95 A	70 – 95 A	40 – 50 D	zależna od stopnia spienienia	40 – 50 D	74 D
Wytrzymałość na zerwanie w 20°C [MPa]	10 – 25	10 – 25	10 – 20	16 – 25	8 – 12	15 – 17	24 – 28
Wydłużenie przy zerwaniu w 20°C [%]	150 – 300	150 – 300	150 – 300	400 – 600	300 – 600	400 – 600	ok. 700
Stała dielektryczna przy 50Hz i 20°C	4,0 – 6,5	3,5 – 5,0	4,0 – 6,5	2,3	zależna od stopnia spienienia	2,6	2,3
Współczynnik strat dielektrycznych	0,1	0,1	0,1	0,0001 – 0,0003	0,00015	0,0002 – 0,006	0,0008
Rezystywność w 30°C [Ωcm]	1012  – 1015	1012  – 1015	1010  – 1012	1017	1017	1016	1017
Odporność na ścieranie	o	o	+	o	–	o	o
Odporność na działanie olejów	o	+	+	o	o	o	o
Odporność na paliwa ciekłe	o	o	+	–	–	–	o
Odporność na rozcień-czalniki, kwasy i zasady	+	+	+	+ +	+ +	+ +	+ +
Odporność na rozpusz-czalniki organiczne	o	o	+	o	o	o	o
Odporność na działanie atmosfery	+	+	+	+ +	+ +	+ +	+ +
Odporność na nasiąkanie wodą	+	+	+	+	+	+	+
Odporność na działanie płomienia	o	o	o	– –	– –	– –	– –
Skala ocen:   + + bardzo dobra,   + dobra,   o średnia,   – umiarkowanie słaba,    – – słaba

 

Tablica 1. Własności tworzyw izolacyjnych i powłokowych (c.d.)

Poliamid PA	Poliuretan PU	FEP	ETFE	TPE-P	TPE-O	TPE-S	FRHF
-40 – 110	-40 – 80	-100 – 200	-100 – 150	-70 – 125	-40 – 120	-75 – 140	-30 – 90
1,01 – 1,13	1,10 – 1,23	2,13 – 2,17	1,6 – 1,8	1,30	0,93 – 1,26	1,10 – 1,30	1,15 – 1,60
65 – 85 D	80 – 95 A	55 – 65 D	70 – 75 D	85 – 90 A	67 – 88 A	40 – 95 A	39 – 60 D
45 – 75	20 – 50	23 – 34	40 – 47	3 – 25	5 – 11	5 – 25	11 – 22
50 – 200	300 – 600	300 – 400	100 – 450	280 – 650	560 – 760	500 – 650	450 – 800
3,6 – 7,0	4,0 – 8,0	2,1	2,6	3,7 – 5,1	2,7 – 3,6	2,2 – 2,7	2,9 – 4,8
0,02 – 0,3	0,03 – 0,08	0,0001 – 0,0006	0,0008	0,0001	0,0001	0,0001	0,005 – 0,02
1012 – 1015	1010 – 1013	1018	1017	1015	5 x 1015	3 x 1016	1013 – 1016
+ +	+	+ +	+ +	+ +	+	+	o
+	+ +	+ +	+ +	+ +	+	o	o
o	+	+ +	+ +	+ +	o	+	o
+ +	–	+ +	+ +	+ +	+ +	+ +	+
+ +	+	+ +	+ +	+ +	o	o	o
+	+ +	+ +	+ +	+ +	+ +	+ +	+ +
–	o	+ +	+ +	o	–	–	+
–	o	+	+	–	–	o	+
Skala ocen:   + + bardzo dobra,   + dobra,   o średnia,   – umiarkowanie słaba,    – – słaba

FEP – 4-fluoroetylen-6-fluoropropylen          
ETFE – etylen-4-fluoroetylen, nazwa handlowa Tefzel
TPE-P – termoplastyczny elastomer poliestrowy, nazwa handlowa Hytrel
TPE-O – termoplastyczny elastomer poliolefinowy, nazwa handlowa Forprene
TPE-S – termoplastyczny elastomer styrenowy
FRHF (Flame Retardant Halogen Free) – tworzywo (poliolefinowe) nierozprzestrzeniające płomienia i bezhalogenowe