Plášť alebo vonkajší plášť je najvzdialenejšia ochranná vrstva v štruktúre optického kábla, vyrobená hlavne z PE plášťového materiálu a PVC plášťového materiálu a pri zvláštnych príležitostiach sa používa bezhalogénový plášťový materiál spomaľujúci horenie a plášťový materiál odolný voči elektrickému sledovaniu.
1. PE materiál plášťa
PE je skratka pre polyetylén, čo je polymérna zlúčenina vznikajúca polymerizáciou etylénu. Čierny polyetylénový plášťový materiál sa vyrába rovnomerným zmiešaním a granuláciou polyetylénovej živice so stabilizátorom, sadzami, antioxidantom a zmäkčovadlom v určitom pomere. Polyetylénové plášťové materiály pre plášte optických káblov možno rozdeliť na polyetylén s nízkou hustotou (LDPE), lineárny polyetylén s nízkou hustotou (LLDPE), polyetylén so strednou hustotou (MDPE) a polyetylén s vysokou hustotou (HDPE) podľa hustoty. Vďaka ich rôznym hustotám a molekulárnym štruktúram majú rôzne vlastnosti. Polyetylén s nízkou hustotou, tiež známy ako vysokotlakový polyetylén, sa tvorí kopolymerizáciou etylénu pri vysokom tlaku (nad 1500 atmosfér) pri teplote 200 – 300 °C s kyslíkom ako katalyzátorom. Molekulárny reťazec polyetylénu s nízkou hustotou preto obsahuje viacero vetiev rôznych dĺžok s vysokým stupňom rozvetvenia reťazca, nepravidelnou štruktúrou, nízkou kryštalinitou a dobrou flexibilitou a predĺžením. Vysokohustotný polyetylén, tiež známy ako nízkotlakový polyetylén, sa tvorí polymerizáciou etylénu pri nízkom tlaku (1 – 5 atmosfér) a teplote 60 – 80 °C s hliníkovými a titánovými katalyzátormi. Vďaka úzkemu rozloženiu molekulových hmotností vysokohustotného polyetylénu a usporiadanému usporiadaniu molekúl má dobré mechanické vlastnosti, dobrú chemickú odolnosť a široký teplotný rozsah použitia. Plášťový materiál zo strednehustotného polyetylénu sa vyrába zmiešaním vysokohustotného polyetylénu a nízkohustotného polyetylénu vo vhodnom pomere alebo polymerizáciou etylénmonoméru a propylénu (alebo druhého monoméru 1-buténu). Preto sa výkon strednehustotného polyetylénu nachádza medzi výkonom vysokohustotného polyetylénu a nízkohustotného polyetylénu a má flexibilitu nízkohustotného polyetylénu aj vynikajúcu odolnosť proti opotrebovaniu a pevnosť v ťahu vysokohustotného polyetylénu. Lineárny nízkohustotný polyetylén sa polymerizuje nízkotlakovou plynnou fázou alebo roztokovou metódou s etylénmonomérom a 2-olefínom. Stupeň rozvetvenia lineárneho nízkohustotného polyetylénu je medzi nízkou a vysokou hustotou, takže má vynikajúcu odolnosť proti praskaniu v prostredí. Odolnosť proti praskaniu v dôsledku environmentálneho napätia je mimoriadne dôležitým ukazovateľom na identifikáciu kvality PE materiálov. Vzťahuje sa na jav, pri ktorom je skúšobná vzorka materiálu vystavená praskaniu v dôsledku ohybového napätia v prostredí povrchovo aktívnej látky. Medzi faktory ovplyvňujúce praskanie materiálu v dôsledku napätia patria: molekulová hmotnosť, distribúcia molekulovej hmotnosti, kryštalinita a mikroštruktúra molekulárneho reťazca. Čím väčšia je molekulová hmotnosť, tým užšie je distribúcia molekulovej hmotnosti, čím viac spojení medzi doštičkami, tým lepšia je odolnosť materiálu proti praskaniu v dôsledku environmentálneho napätia a tým dlhšia je jeho životnosť; zároveň tento ukazovateľ ovplyvňuje aj kryštalizácia materiálu. Čím nižšia je kryštalinita, tým lepšia je odolnosť materiálu proti praskaniu v dôsledku environmentálneho napätia. Pevnosť v ťahu a predĺženie pri pretrhnutí PE materiálov sú ďalším ukazovateľom na meranie výkonnosti materiálu a môžu tiež predpovedať konečný bod použitia materiálu. Obsah uhlíka v PE materiáloch môže účinne odolávať erózii ultrafialového žiarenia na materiáli a antioxidanty môžu účinne zlepšiť antioxidačné vlastnosti materiálu.
2. Materiál plášťa z PVC
PVC materiál s retardérom horenia obsahuje atómy chlóru, ktoré v plameni horia. Pri horení sa rozkladá a uvoľňuje veľké množstvo korozívneho a toxického plynu HCl, ktorý spôsobuje sekundárne poškodenie, ale po opustení plameňa zhasne, takže sa vyznačuje tým, že sa plameň nešíri; zároveň má PVC plášť dobrú flexibilitu a rozťažnosť a je široko používaný vo vnútorných optických kábloch.
3. Bezhalogénový materiál plášťa spomaľujúci horenie
Keďže polyvinylchlorid pri horení produkuje toxické plyny, ľudia vyvinuli nízkodymivý, bezhalogénový, netoxický a čistý materiál na plášť, teda pridaním anorganických spomaľovačov horenia Al(OH)3 a Mg(OH)2 do bežných materiálov plášťa, ktoré pri kontakte s ohňom uvoľňujú kryštalickú vodu a absorbujú veľa tepla, čím zabraňujú zvyšovaniu teploty materiálu plášťa a horeniu. Keďže sa anorganické spomaľovače horenia pridávajú do bezhalogénových materiálov na plášť so spomaľovačmi horenia, zvyšuje sa vodivosť polymérov. Zároveň sú živice a anorganické spomaľovače horenia úplne odlišné dvojfázové materiály. Počas spracovania je potrebné zabrániť nerovnomernému lokálnemu miešaniu spomaľovačov horenia. Anorganické spomaľovače horenia by sa mali pridávať v primeranom množstve. Ak je pomer príliš veľký, mechanická pevnosť a predĺženie pri pretrhnutí materiálu sa výrazne znížia. Ukazovateľmi na hodnotenie vlastností spomaľovačov horenia bezhalogénových spomaľovačov horenia sú kyslíkový index a koncentrácia dymu. Kyslíkový index je minimálna koncentrácia kyslíka potrebná na to, aby materiál udržal vyvážené spaľovanie v zmesi plynu kyslíka a dusíka. Čím vyšší je kyslíkový index, tým lepšie sú vlastnosti materiálu spomaľujúce horenie. Koncentrácia dymu sa vypočíta meraním priepustnosti paralelného svetelného lúča prechádzajúceho dymom vznikajúcim spaľovaním materiálu v určitom priestore a s určitou dĺžkou optickej dráhy. Čím nižšia je koncentrácia dymu, tým nižšie sú emisie dymu a tým lepší je výkon materiálu.
4. Materiál plášťa odolný voči elektrickým stopám
V energetických komunikačných systémoch sa v jednej veži s vysokonapäťovými nadzemnými vedeniami kladie čoraz viac samonosných optických káblov (ADSS). Aby sa prekonal vplyv indukčného elektrického poľa vysokého napätia na plášť kábla, vyvinuli a vyrobili nový plášťový materiál odolný voči elektrickým jazvám. Plášťový materiál sa vyznačuje prísnou kontrolou obsahu sadzí, veľkosti a rozloženia častíc sadzí a pridaním špeciálnych prísad, vďaka čomu má plášťový materiál vynikajúce vlastnosti odolné voči elektrickým jazvám.
Čas uverejnenia: 26. augusta 2024