Kappen eller ytterkappen er det ytterste beskyttende laget i den optiske kabelstrukturen, hovedsakelig laget av PE-kappemateriale og PVC-kappemateriale, og halogenfritt flammehemmende kappemateriale og elektrisk sporingsbestandig kappemateriale brukes ved spesielle anledninger.
1. PE-mantelmateriale
PE er forkortelsen for polyetylen, som er en polymerforbindelse dannet ved polymerisering av etylen. Det svarte polyetylenmantelmaterialet lages ved jevn blanding og granulering av polyetylenharpiks med stabilisator, karbonrøyk, antioksidant og mykner i en viss mengde. Polyetylenmantelmaterialer for optiske kabelmantler kan deles inn i lavdensitetspolyetylen (LDPE), lineær lavdensitetspolyetylen (LLDPE), mediumdensitetspolyetylen (MDPE) og høydensitetspolyetylen (HDPE) i henhold til tetthet. På grunn av deres forskjellige tettheter og molekylære strukturer har de forskjellige egenskaper. Lavdensitetspolyetylen, også kjent som høytrykkspolyetylen, dannes ved kopolymerisering av etylen ved høyt trykk (over 1500 atmosfærer) ved 200-300 °C med oksygen som katalysator. Derfor inneholder den molekylære kjeden til lavdensitetspolyetylen flere grener av forskjellige lengder, med høy grad av kjedeforgrening, uregelmessig struktur, lav krystallinitet og god fleksibilitet og forlengelse. Høydensitetspolyetylen, også kjent som lavtrykkspolyetylen, dannes ved polymerisering av etylen ved lavt trykk (1-5 atmosfærer) og 60-80 °C med aluminium- og titankatalysatorer. På grunn av den smale molekylvektfordelingen til høydensitetspolyetylen og den ordnede ordningen av molekylene, har den gode mekaniske egenskaper, god kjemisk motstand og et bredt temperaturområde. Kappemateriale for middels tetthetspolyetylen lages ved å blande høydensitetspolyetylen og lavdensitetspolyetylen i et passende forhold, eller ved å polymerisere etylenmonomer og propylen (eller den andre monomeren av 1-buten). Derfor er ytelsen til middels tetthetspolyetylen mellom høydensitetspolyetylen og lavdensitetspolyetylen, og den har både fleksibiliteten til lavdensitetspolyetylen og den utmerkede slitestyrken og strekkfastheten til høydensitetspolyetylen. Lineær lavdensitetspolyetylen polymeriseres ved lavtrykksgassfase eller løsningsmetoden med etylenmonomer og 2-olefin. Forgreningsgraden til lineær lavdensitetspolyetylen er mellom lav tetthet og høy tetthet, så den har utmerket motstand mot miljømessige spenningssprekker. Motstand mot miljømessige spenningssprekker er en ekstremt viktig indikator for å identifisere kvaliteten på PE-materialer. Det refererer til fenomenet at materialprøvestykket utsettes for bøyestresssprekker i miljøet med overflateaktive stoffer. Faktorer som påvirker materialets spenningssprekker inkluderer: molekylvekt, molekylvektfordeling, krystallinitet og mikrostrukturen til molekylkjeden. Jo større molekylvekt, desto smalere molekylvektfordeling, jo flere forbindelser mellom waferene, desto bedre er materialets motstand mot miljømessige spenningssprekker og desto lengre er materialets levetid. Samtidig påvirker også materialets krystallisering denne indikatoren. Jo lavere krystallinitet, desto bedre er materialets motstand mot miljømessige spenningssprekker. Strekkfastheten og bruddforlengelsen til PE-materialer er en annen indikator for å måle materialets ytelse, og kan også forutsi sluttpunktet for materialets bruk. Karboninnholdet i PE-materialer kan effektivt motstå erosjon av ultrafiolette stråler på materialet, og antioksidanter kan effektivt forbedre materialets antioksidantegenskaper.
2. PVC-mantelmateriale
PVC-flammehemmende materiale inneholder kloratomer som brenner i flammen. Ved brenning vil det dekomponere og frigjøre en stor mengde etsende og giftig HCL-gass, som vil forårsake sekundær skade, men den vil slukke seg selv når den forlater flammen, så den har egenskapen at den ikke sprer flammer. Samtidig har PVC-kappemateriale god fleksibilitet og strekkbarhet, og er mye brukt i innendørs optiske kabler.
3. Halogenfritt flammehemmende kappemateriale
Siden polyvinylklorid produserer giftige gasser ved brenning, har man utviklet et røykfattig, halogenfritt, giftfritt og rent flammehemmende materiale. Dette betyr at uorganiske flammehemmere Al(OH)3 og Mg(OH)2 tilsettes vanlige mantelmaterialer. Dette frigjør krystallvann ved brann og absorberer mye varme. Dette forhindrer at temperaturen på mantelmaterialet stiger og dermed forhindrer forbrenning. Siden uorganiske flammehemmere tilsettes halogenfrie flammehemmende mantelmaterialer, vil polymerenes konduktivitet øke. Samtidig er harpikser og uorganiske flammehemmere helt forskjellige tofasematerialer. Under bearbeidingen er det nødvendig å forhindre ujevn blanding av flammehemmere lokalt. Uorganiske flammehemmere bør tilsettes i passende mengder. Hvis andelen er for stor, vil materialets mekaniske styrke og bruddforlengelse reduseres kraftig. Indikatorene for å evaluere flammehemmende egenskaper til halogenfrie flammehemmere er oksygenindeks og røykkonsentrasjon. Oksygenindeksen er den minste oksygenkonsentrasjonen som kreves for at materialet skal opprettholde balansert forbrenning i en blandet gass av oksygen og nitrogen. Jo større oksygenindeks, desto bedre er materialets flammehemmende egenskaper. Røykkonsentrasjonen beregnes ved å måle transmittansen til den parallelle lysstrålen som passerer gjennom røyken som genereres av forbrenningen av materialet i et bestemt rom og optisk veilengde. Jo lavere røykkonsentrasjon, desto lavere røykutslipp og desto bedre er materialets ytelse.
4. Elektrisk merkebestandig kappemateriale
Det legges stadig flere selvbærende optiske kabler (ADSS) for allmedier i samme tårn som høyspentledninger i kraftkommunikasjonssystemer. For å overvinne påvirkningen fra høyspent induksjonselektrisk felt på kabelmantelen, har folk utviklet og produsert et nytt elektrisk arrbestandig mantelmateriale. Mantelmaterialet kontrollerer strengt innholdet av karbonrøyk, størrelsen og fordelingen av karbonrøykpartikler, og tilsetter spesielle tilsetningsstoffer for å gi mantelmaterialet utmerket elektrisk arrbestandig ytelse.
Publisert: 26. august 2024