1 Úvod
S rýchlym rozvojom komunikačných technológií v poslednom desaťročí sa oblasť použitia káblov z optických vlákien rozširuje. Keďže environmentálne požiadavky na káble z optických vlákien sa neustále zvyšujú, zvyšujú sa aj požiadavky na kvalitu materiálov používaných v kábloch z optických vlákien. Vodotesná páska z optických káblov je bežným vodotesným materiálom používaným v priemysle optických káblov, úloha tesnenia, hydroizolácie, ochrany proti vlhkosti a vyrovnávacej pamäte v kábli z optických vlákien bola široko uznávaná a jej odrody a výkon boli nepretržite. zdokonalené a zdokonalené s vývojom kábla z optických vlákien. V posledných rokoch bola do optického kábla zavedená štruktúra „suchého jadra“. Tento typ materiálu káblovej bariéry proti vode je zvyčajne kombináciou pásky, priadze alebo povlaku, aby sa zabránilo prenikaniu vody pozdĺžne do jadra kábla. S rastúcou akceptáciou káblov z optických vlákien so suchým jadrom materiály z optických káblov so suchým jadrom rýchlo nahrádzajú tradičné plniace zmesi káblov na báze vazelíny. Suchý materiál jadra využíva polymér, ktorý rýchlo absorbuje vodu, aby vytvoril hydrogél, ktorý napučiava a vypĺňa kanály na prenikanie vody do kábla. Navyše, keďže suchý materiál jadra neobsahuje lepkavú mastnotu, na prípravu kábla na spájanie nie sú potrebné žiadne utierky, rozpúšťadlá ani čistiace prostriedky a čas spájania kábla sa výrazne skráti. Nízka hmotnosť kábla a dobrá priľnavosť medzi vonkajšou výstužnou priadzou a plášťom nie sú znížené, čo z neho robí obľúbenú voľbu.
2 Vplyv vody na kábel a vodotesný mechanizmus
Hlavným dôvodom, prečo by sa mali prijať rôzne opatrenia na blokovanie vody, je, že voda vstupujúca do kábla sa rozloží na vodík a OH-ióny, čo zvýši prenosovú stratu optického vlákna, zníži výkon vlákna a skráti životnosť kábla. Najbežnejšími opatreniami na blokovanie vody je naplnenie ropnou pastou a pridanie vodotesnej pásky, ktoré sa vyplnia v medzere medzi jadrom kábla a plášťom, aby sa zabránilo vertikálnemu šíreniu vody a vlhkosti, čím zohrávajú úlohu pri blokovaní vody.
Keď sa syntetické živice používajú vo veľkých množstvách ako izolátory v kábloch z optických vlákien (najskôr v kábloch), tieto izolačné materiály tiež nie sú odolné voči vniknutiu vody. Vytváranie „vodných stromov“ v izolačnom materiáli je hlavným dôvodom vplyvu na výkon prenosu. Mechanizmus, ktorým je izolačný materiál ovplyvňovaný vodnými stromami, sa zvyčajne vysvetľuje takto: v dôsledku silného elektrického poľa (ďalšia hypotéza je, že chemické vlastnosti živice sa menia veľmi slabým výbojom zrýchlených elektrónov), molekuly vody prenikajú prostredníctvom rôzneho počtu mikropórov prítomných v materiáli plášťa kábla z optických vlákien. Molekuly vody preniknú cez rôzny počet mikropórov v materiáli plášťa kábla, vytvoria „vodné stromy“, postupne nahromadia veľké množstvo vody a rozšíria sa v pozdĺžnom smere kábla a ovplyvnia výkon kábla. Po rokoch medzinárodného výskumu a testovania v polovici 80. rokov 20. storočia nájsť spôsob, ako eliminovať najlepší spôsob výroby vodných stromov, to znamená pred vytláčaním kábla obaleným vrstvou absorpcie vody a rozšírením vodnej bariéry na zabránenie a spomaliť rast vodných stromov, blokovanie vody v kábli vo vnútri pozdĺžneho šírenia; zároveň vplyvom vonkajšieho poškodenia a infiltrácie vody môže vodná bariéra rýchlo zablokovať aj vodu, nie k pozdĺžnemu šíreniu kábla.
3 Prehľad káblovej vodnej bariéry
3. 1 Klasifikácia vodných bariér z optických káblov
Existuje mnoho spôsobov klasifikácie vodných bariér optických káblov, ktoré možno klasifikovať podľa ich štruktúry, kvality a hrúbky. Vo všeobecnosti ich možno klasifikovať podľa ich štruktúry: tesniaci pás s obojstrannou laminovanou vrstvou, tesniaci pás s jednostranným povlakom a tesniaci pás z kompozitnej fólie. Vodotesná funkcia vodnej bariéry je spôsobená hlavne materiálom s vysokou absorpciou vody (nazývaným vodná bariéra), ktorý môže rýchlo napučať, keď sa vodná bariéra stretne s vodou, čím sa vytvorí veľký objem gélu (vodná bariéra môže absorbovať stokrát viac voda ako ona sama), čím sa zabráni rastu vodného stromu a zabráni sa pokračujúcej infiltrácii a šíreniu vody. Patria sem prírodné aj chemicky modifikované polysacharidy.
Hoci tieto prírodné alebo poloprírodné blokátory vody majú dobré vlastnosti, majú dve fatálne nevýhody:
1) sú biologicky odbúrateľné a 2) sú vysoko horľavé. Preto je nepravdepodobné, že by sa použili v materiáloch káblov z optických vlákien. Ďalším typom syntetického materiálu vo vodeodolnom sú polyakryláty, ktoré je možné použiť ako vodeodolné pre optické káble, pretože spĺňajú nasledujúce požiadavky: 1) v suchom stave môžu pôsobiť proti namáhaniu vznikajúcemu pri výrobe optických káblov;
2) keď sú suché, vydržia prevádzkové podmienky optických káblov (tepelné cykly z izbovej teploty na 90 °C) bez ovplyvnenia životnosti kábla a tiež krátkodobo odolávajú vysokým teplotám;
3) keď vstúpi voda, môžu rýchlo napučať a vytvárať gél s rýchlosťou expanzie.
4) produkovať vysoko viskózny gél, aj pri vysokých teplotách je viskozita gélu dlhodobo stabilná.
Syntézu vodoodpudivých látok možno široko rozdeliť na tradičné chemické metódy – metóda reverznej fázy (sieťovacia metóda polymerizácie voda v oleji), vlastná metóda sieťovacej polymerizácie – disková metóda, metóda ožarovania – „kobalt 60“ γ -lúčová metóda. Metóda sieťovania je založená na metóde γ žiarenia „kobalt 60“. Rôzne spôsoby syntézy majú rôzne stupne polymerizácie a zosieťovania, a preto sú veľmi prísne požiadavky na činidlo blokujúce vodu, ktoré sa vyžaduje v páskach blokujúcich vodu. Vyššie uvedené štyri požiadavky môže spĺňať len veľmi málo polyakrylátov, podľa praktických skúseností nie je možné použiť vodu blokujúce činidlá (živice absorbujúce vodu) ako suroviny pre jednu časť zosieťovaného polyakrylátu sodného, musia sa použiť v multipolymérna metóda zosieťovania (tj rôzne časti zmesi zosieťovaného polyakrylátu sodného), aby sa dosiahol účel rýchlej a vysokej násobku absorpcie vody. Základné požiadavky sú: násobok absorpcie vody môže dosiahnuť približne 400-násobok, rýchlosť absorpcie vody môže dosiahnuť prvú minútu, aby absorbovala 75% vody absorbovanej vodeodolným odporom; vodeodolný sušenie požiadavky na tepelnú stabilitu: dlhodobá teplotná odolnosť 90°C, maximálna pracovná teplota 160°C, okamžitá teplotná odolnosť 230°C (obzvlášť dôležité pre fotoelektrický kompozitný kábel s elektrickými signálmi); absorpcia vody po vytvorení gélu požiadavky na stabilitu: po niekoľkých tepelných cykloch (20°C ~ 95°C) Stabilita gélu po absorpcii vody vyžaduje: vysokú viskozitu gélu a pevnosť gélu po niekoľkých tepelných cykloch (20°C až 95° C). Stabilita gélu sa značne líši v závislosti od spôsobu syntézy a materiálov použitých výrobcom. Zároveň platí, že čím rýchlejšia je rýchlosť expanzie, tým lepšie, niektoré produkty jednostranne sledujú rýchlosť, použitie aditív neprispieva k stabilite hydrogélu, zničeniu schopnosti zadržiavania vody, ale nie k dosiahnutiu účinku vodeodolnosť.
3. 3 charakteristiky vodotesnej pásky Ako kábel pri výrobe, testovaní, preprave, skladovaní a používaní procesu odoláva environmentálnym testom, tak z pohľadu použitia optického kábla je káblová vodotesná páska požiadavky sú nasledovné:
1) vzhľadové rozdelenie vlákien, kompozitné materiály bez delaminácie a prášku, s určitou mechanickou pevnosťou, vhodné pre potreby kábla;
2) jednotná, opakovateľná, stabilná kvalita, pri vytváraní kábla sa nebude delaminovať a vyrábať
3) vysoký expanzný tlak, rýchla expanzná rýchlosť, dobrá stabilita gélu;
4) dobrá tepelná stabilita, vhodná na rôzne následné spracovanie;
5) vysoká chemická stabilita, neobsahuje žiadne korozívne zložky, odolná voči baktériám a erózii plesní;
6) dobrá kompatibilita s inými materiálmi optického kábla, odolnosť proti oxidácii atď.
4 Normy výkonu optických káblov proti vode
Veľký počet výsledkov výskumu ukazuje, že nekvalifikovaná odolnosť voči vode voči dlhodobej stabilite výkonu káblového prenosu spôsobí veľké škody. Toto poškodenie vo výrobnom procese a pri kontrole továrenského optického kábla je ťažké nájsť, ale postupne sa objaví v procese kladenia kábla po použití. Preto sa naliehavou úlohou stal včasný vývoj komplexných a presných testovacích štandardov, aby sa našiel základ pre hodnotenie všetkými stranami, ktoré môžu akceptovať. Autorov rozsiahly výskum, prieskum a experimenty na pásoch blokujúcich vodu poskytli primeraný technický základ pre vývoj technických noriem pre pásy blokujúce vodu. Stanovte výkonnostné parametre hodnoty vodnej bariéry na základe nasledovného:
1) požiadavky štandardu optického kábla pre tesniaci pás (hlavne požiadavky materiálu optického kábla v štandarde optického kábla);
2) skúsenosti s výrobou a používaním vodných bariér a príslušné protokoly o skúškach;
3) výsledky výskumu o vplyve charakteristík vodotesných pások na výkon optických káblov.
4. 1 Vzhľad
Vzhľad vodotesnej pásky by mal byť rovnomerne rozložený vlákna; povrch by mal byť rovný a bez vrások, záhybov a trhlín; v šírke pásky by nemali byť žiadne trhliny; kompozitný materiál by nemal byť delaminovaný; páska by mala byť pevne navinutá a okraje pásky do ruky by nemali mať „tvar slameného klobúka“.
4.2 Mechanická pevnosť tesniaceho pásu
Pevnosť tesniaceho pásu v ťahu závisí od spôsobu výroby polyesterovej netkanej pásky, za rovnakých kvantitatívnych podmienok je viskózová metóda lepšia ako metóda výroby valcovaného za tepla pevnosť v ťahu, hrúbka je tiež tenšia. Pevnosť v ťahu vodotesnej pásky sa mení podľa spôsobu, akým je kábel omotaný alebo omotaný okolo kábla.
Toto je kľúčový indikátor pre dva pásy blokujúce vodu, pre ktoré by mala byť testovacia metóda zjednotená so zariadením, kvapalinou a testovacím postupom. Hlavným materiálom blokujúcim vodu v páske blokujúcej vodu je čiastočne zosieťovaný polyakrylát sodný a jeho deriváty, ktoré sú citlivé na zloženie a charakter požiadaviek na kvalitu vody, aby sa zjednotil štandard výšky napučania vody. blokovacej pásky, bude prevládať používanie deionizovanej vody (v arbitráži sa používa destilovaná voda), pretože v deionizovanej vode, ktorá je v podstate čistá voda, nie je žiadna aniónová a katiónová zložka. Násobiteľ absorpcie živice absorbujúcej vodu v rôznych kvalitách vody sa veľmi líši, ak je multiplikátor absorpcie v čistej vode 100 % nominálnej hodnoty; vo vode z vodovodu je to 40 % až 60 % (v závislosti od kvality vody v každej lokalite); v morskej vode je to 12 %; podzemná voda alebo odkvapová voda je zložitejšia, je ťažké určiť percento absorpcie a jej hodnota bude veľmi nízka. Na zabezpečenie vodotesného efektu a životnosti kábla je najlepšie použiť vodotesnú pásku s výškou napučania > 10 mm.
4.3 Elektrické vlastnosti
Všeobecne povedané, optický kábel neobsahuje prenos elektrických signálov kovového drôtu, takže nezahŕňa použitie polovodičovej odporovej vodnej pásky, iba 33 Wang Qiang atď.: Optický kábel vodotesná páska
Elektrický kompozitný kábel pred prítomnosťou elektrických signálov, špecifické požiadavky podľa štruktúry kábla podľa zmluvy.
4.4 Tepelná stabilita Väčšina druhov vodotesných pások môže spĺňať požiadavky na tepelnú stabilitu: dlhodobá teplotná odolnosť 90°C, maximálna pracovná teplota 160°C, okamžitá teplotná odolnosť 230°C. Výkon vodotesnej pásky by sa nemal meniť po určitom čase pri týchto teplotách.
Pevnosť gélu by mala byť najdôležitejšou charakteristikou napučiavacieho materiálu, zatiaľ čo rýchlosť expanzie sa používa iba na obmedzenie dĺžky počiatočného prieniku vody (menej ako 1 m). Dobrý expanzný materiál by mal mať správnu rýchlosť expanzie a vysokú viskozitu. Slabý materiál na bariéru proti vode, dokonca aj pri vysokej rýchlosti expanzie a nízkej viskozite, bude mať slabé bariérové vlastnosti proti vode. Toto je možné otestovať v porovnaní s množstvom tepelných cyklov. V hydrolytických podmienkach sa gél rozpadne na kvapalinu s nízkou viskozitou, ktorá zhorší jeho kvalitu. To sa dosiahne miešaním čistej vodnej suspenzie obsahujúcej napučiavací prášok počas 2 hodín. Výsledný gél sa potom oddelí od prebytočnej vody a umiestni sa do rotačného viskozimetra na meranie viskozity pred a po 24 hodinách pri 95 °C. Je vidieť rozdiel v stabilite gélu. Toto sa zvyčajne robí v cykloch 8 hodín od 20 °C do 95 °C a 8 hodín od 95 °C do 20 °C. Príslušné nemecké normy vyžadujú 126 cyklov po 8 hodinách.
4. 5 Kompatibilita Kompatibilita vodnej bariéry je obzvlášť dôležitá vlastnosť vo vzťahu k životnosti kábla z optických vlákien, a preto by sa mala posudzovať vo vzťahu k doteraz používaným materiálom káblov z optických vlákien. Keďže kompatibilita trvá dlho, kým sa prejaví, musí sa použiť zrýchlený test starnutia, tj vzorka materiálu kábla sa utrie dočista, obalí vrstvou suchej vodeodolnej pásky a uchováva sa v komore s konštantnou teplotou 100 °C po dobu 10 dní, po ktorých sa kvalita zváži. Pevnosť v ťahu a predĺženie materiálu by sa po skúške nemali zmeniť o viac ako 20 %.
Čas odoslania: 22. júla 2022