1 Introduksjon
Med den raske utviklingen av kommunikasjonsteknologi det siste tiåret eller så, har bruksområdet for fiberoptiske kabler blitt utvidet. Ettersom miljøkravene til fiberoptiske kabler fortsetter å øke, øker også kravene til kvaliteten på materialer som brukes i fiberoptiske kabler. Fiberoptisk kabel vannblokkerende tape er et vanlig vannblokkerende materiale som brukes i fiberoptisk kabelindustrien, rollen som tetning, vanntetting, fuktighet og bufferbeskyttelse i fiberoptisk kabel har blitt anerkjent, og dens varianter og ytelse har vært kontinuerlig forbedret og perfeksjonert med utviklingen av fiberoptisk kabel. I de siste årene ble den "tørre kjerne"-strukturen introdusert i den optiske kabelen. Denne typen kabelvannbarrieremateriale er vanligvis en kombinasjon av tape, garn eller belegg for å hindre vann i å trenge i lengderetningen inn i kabelkjernen. Med den økende aksepten av fiberoptiske kabler med tørre kjerne, erstatter tørre fiberoptiske kabelmaterialer raskt de tradisjonelle vaselinbaserte kabelfyllingsblandingene. Det tørre kjernematerialet bruker en polymer som raskt absorberer vann for å danne en hydrogel, som sveller og fyller kabelens vanngjennomtrengningskanaler. I tillegg, siden det tørre kjernematerialet ikke inneholder klebrig fett, kreves det ingen kluter, løsemidler eller rengjøringsmidler for å forberede kabelen for skjøting, og kabelskjøtetiden reduseres betydelig. Kabelens lette vekt og god vedheft mellom det ytre armeringsgarnet og kappen reduseres ikke, noe som gjør den til et populært valg.
2 Vannets innvirkning på kabelen og vannmotstandsmekanismen
Hovedgrunnen til at en rekke vannblokkerende tiltak bør iverksettes er at vann som kommer inn i kabelen vil dekomponere til hydrogen og O H-ioner, noe som vil øke overføringstapet til den optiske fiberen, redusere ytelsen til fiberen og forkorte kabelens levetid. De vanligste vannblokkerende tiltakene er fylling med petroleumspasta og tilsetting av vannblokkerende tape, som fylles i gapet mellom kabelkjernen og kappen for å hindre vann og fuktighet i å spre seg vertikalt, og dermed spille en rolle i vannblokkering.
Når syntetiske harpikser brukes i store mengder som isolatorer i fiberoptiske kabler (først i kabler), er disse isolasjonsmaterialene heller ikke immune mot vanninntrenging. Dannelsen av "vanntrær" i isolasjonsmaterialet er hovedårsaken til påvirkningen på overføringsytelsen. Mekanismen som isolasjonsmaterialet påvirkes av vanntrær med, forklares vanligvis som følger: på grunn av det sterke elektriske feltet (en annen hypotese er at harpiksens kjemiske egenskaper endres av den svært svake utladningen av akselererte elektroner), trenger vannmolekyler inn. gjennom det forskjellige antallet mikroporer som er tilstede i mantelmaterialet til den fiberoptiske kabelen. Vannmolekylene vil trenge gjennom det forskjellige antallet mikroporer i kabelkappematerialet, danne "vanntrær", gradvis akkumulere store mengder vann og spre seg i kabelens lengderetning, og påvirke ytelsen til kabelen. Etter år med internasjonal forskning og testing, på midten av 1980-tallet, for å finne en måte å eliminere den beste måten å produsere vanntrær, det vil si før kabelekstruderingen pakket inn i et lag med vannabsorpsjon og utvidelse av vannbarrieren for å hindre og bremse veksten av vanntrær, blokkere vann i kabelen inne i den langsgående spredningen; samtidig, på grunn av ytre skader og infiltrasjon av vann, kan vannsperren også raskt blokkere vannet, ikke til den langsgående spredningen av kabelen.
3 Oversikt over kabelvannsperren
3. 1 Klassifisering av fiberoptisk kabel vannbarrierer
Det er mange måter å klassifisere optiske kabelvannbarrierer på, som kan klassifiseres i henhold til deres struktur, kvalitet og tykkelse. Generelt kan de klassifiseres i henhold til deres struktur: dobbeltsidig laminert vannstopp, enkeltsidig belagt vannstopp og komposittfilm vannstopp. Vannbarrierefunksjonen til vannbarrieren skyldes hovedsakelig det høye vannabsorpsjonsmaterialet (kalt vannbarriere), som kan svelle raskt etter at vannbarrieren møter vann, og danner et stort volum gel (vannbarrieren kan absorbere hundrevis av ganger mer vann enn seg selv), og forhindrer dermed veksten av vanntreet og forhindrer fortsatt infiltrasjon og spredning av vann. Disse inkluderer både naturlige og kjemisk modifiserte polysakkarider.
Selv om disse naturlige eller semi-naturlige vannblokkere har gode egenskaper, har de to fatale ulemper:
1) de er biologisk nedbrytbare og 2) de er svært brannfarlige. Dette gjør at de neppe vil bli brukt i fiberoptiske kabelmaterialer. Den andre typen syntetisk materiale i vannresisten er representert av polyakrylater, som kan brukes som vannresist for optiske kabler fordi de oppfyller følgende krav: 1) når de er tørre, kan de motvirke påkjenningene som genereres under fremstillingen av optiske kabler;
2) når de er tørre, kan de tåle driftsforholdene til optiske kabler (termisk syklus fra romtemperatur til 90 °C) uten å påvirke kabelens levetid, og kan også tåle høye temperaturer i korte perioder;
3) når vann kommer inn, kan de svelle raskt og danne en gel med ekspansjonshastighet.
4) produsere en svært viskøs gel, selv ved høye temperaturer er viskositeten til gelen stabil i lang tid.
Syntesen av vannavstøtende midler kan grovt deles inn i tradisjonelle kjemiske metoder – omvendt fase metode (vann-i-olje polymerisasjons tverrbindingsmetode), deres egen tverrbindingspolymeriseringsmetode – skivemetode, bestrålingsmetode – “kobolt 60” γ -strålemetoden. Tverrbindingsmetoden er basert på "kobolt 60" γ-strålingsmetoden. De ulike syntesemetodene har ulik grad av polymerisering og tverrbinding og derfor svært strenge krav til vannblokkeringsmiddelet som kreves i vannblokkerende bånd. Bare svært få polyakrylater kan oppfylle de fire ovennevnte kravene, ifølge praktisk erfaring kan vannblokkerende midler (vannabsorberende harpiks) ikke brukes som råmateriale for en enkelt del av det tverrbundne natriumpolyakrylat, må brukes i en multi-polymer tverrbindingsmetode (dvs. en rekke deler av den tverrbundne natriumpolyakrylatblandingen) for å oppnå hensikten med raske og høye vannabsorberende multipler. De grunnleggende kravene er: vannabsorpsjonsmuligheten kan nå omtrent 400 ganger, vannabsorpsjonshastigheten kan nå det første minuttet for å absorbere 75% av vannet absorbert av vannmotstanden; krav til termisk stabilitet ved tørking av vann: langsiktig temperaturmotstand på 90°C, maksimal arbeidstemperatur på 160°C, øyeblikkelig temperaturmotstand på 230°C (spesielt viktig for fotoelektrisk komposittkabel med elektriske signaler); vannabsorpsjon etter dannelse av gelstabilitetskrav: etter flere termiske sykluser (20°C ~ 95°C) Gelens stabilitet etter vannabsorpsjon krever: gel med høy viskositet og gelstyrke etter flere termiske sykluser (20°C til 95° C). Stabiliteten til gelen varierer betydelig avhengig av syntesemetoden og materialene som brukes av produsenten. Samtidig, ikke jo raskere ekspansjonshastighet, jo bedre, noen produkter ensidig jakt på hastighet, bruk av tilsetningsstoffer bidrar ikke til hydrogelstabilitet, ødeleggelse av vannretensjonskapasiteten, men ikke for å oppnå effekten av vannmotstand.
3. 3 egenskaper av vann-blokkerende tape Som kabelen i produksjon, testing, transport, lagring og bruk av prosessen for å tåle miljøtesten, så fra perspektivet til bruk av optisk kabel, kabelen vann-blokkerende tape kravene er som følger:
1) utseende fiberfordeling, komposittmaterialer uten delaminering og pulver, med en viss mekanisk styrke, egnet for behovene til kabelen;
2) jevn, repeterbar, stabil kvalitet, i dannelsen av kabelen vil ikke bli delaminert og produsere
3) høyt ekspansjonstrykk, rask ekspansjonshastighet, god gelstabilitet;
4) god termisk stabilitet, egnet for ulike etterfølgende behandlinger;
5) høy kjemisk stabilitet, inneholder ingen etsende komponenter, motstandsdyktig mot bakterier og muggerosjon;
6) god kompatibilitet med andre materialer av optisk kabel, oksidasjonsmotstand, etc.
4 Optisk kabel vannbarriere ytelsesstandarder
Et stort antall forskningsresultater viser at ukvalifisert vannmotstand mot den langsiktige stabiliteten til kabeloverføringsytelsen vil gi stor skade. Denne skaden, i produksjonsprosessen og fabrikkinspeksjon av optisk fiberkabel, er vanskelig å finne, men vil gradvis dukke opp i prosessen med å legge kabelen etter bruk. Derfor har rettidig utvikling av en omfattende og nøyaktig test standarder, for å finne et grunnlag for evaluering av alle parter kan akseptere, blitt en presserende oppgave. Forfatterens omfattende forskning, utforskning og eksperimenter med vannblokkerende belter har gitt et tilstrekkelig teknisk grunnlag for utvikling av tekniske standarder for vannblokkerende belter. Bestem ytelsesparametrene til vannbarriereverdien basert på følgende:
1) kravene til den optiske kabelstandarden for vannstopperen (hovedsakelig kravene til det optiske kabelmaterialet i den optiske kabelstandarden);
2) erfaring med produksjon og bruk av vannbarrierer og relevante testrapporter;
3) forskningsresultater om påvirkningen av egenskapene til vannblokkerende bånd på ytelsen til optiske fiberkabler.
4. 1 Utseende
Utseendet til vannbarrierebåndet skal være jevnt fordelte fibre; overflaten skal være flat og fri for rynker, bretter og rifter; det skal ikke være noen splittelser i båndets bredde; komposittmaterialet skal være fritt for delaminering; tapen skal være tett viklet og kantene på den håndholdte tapen skal være fri for "stråhattformen".
4.2 Mekanisk styrke til vannstopperen
Strekkstyrken til vannstopperen avhenger av fremstillingsmetoden for det ikke-vevde polyesterbåndet, under de samme kvantitative forholdene er viskosemetoden bedre enn den varmvalsede produksjonsmetoden for produktets strekkfasthet, tykkelsen er også tynnere. Strekkstyrken til vannsperrebåndet varierer i henhold til måten kabelen er viklet eller viklet rundt kabelen på.
Dette er en nøkkelindikator for to av de vannblokkerende beltene, for hvilke testmetoden bør forenes med enheten, væsken og testprosedyren. Det viktigste vannblokkerende materialet i den vannblokkerende tapen er delvis tverrbundet natriumpolyakrylat og dets derivater, som er følsomme for sammensetningen og arten av vannkvalitetskrav, for å forene standarden for svellehøyden til vannet. blokkeringstape, skal bruken av avionisert vann råde (destillert vann brukes i voldgift), fordi det ikke er noen anionisk og kationisk komponent i avionisert vann, som i utgangspunktet er rent vann. Absorpsjonsmultiplikatoren for vannabsorpsjonsharpiks i forskjellige vannkvaliteter varierer sterkt, dersom absorpsjonsmultiplikatoren i rent vann er 100 % av den nominelle verdien; i springvann er det 40% til 60% (avhengig av vannkvaliteten på hvert sted); i sjøvann er det 12%; underjordisk vann eller rennevann er mer komplekst, det er vanskelig å bestemme absorpsjonsprosenten, og verdien vil være veldig lav. For å sikre vannsperreeffekten og levetiden til kabelen er det best å bruke vannsperrebånd med svellehøyde > 10mm.
4.3Elektriske egenskaper
Generelt sett inneholder den optiske kabelen ikke overføring av elektriske signaler fra metalltråden, så bruk ikke halvledende motstandsvanntape, bare 33 Wang Qiang, etc.: optisk kabel vannmotstandstape
Elektrisk komposittkabel før tilstedeværelsen av elektriske signaler, spesifikke krav i henhold til strukturen av kabelen av kontrakten.
4.4 Termisk stabilitet De fleste varianter av vannblokkerende tape kan oppfylle kravene til termisk stabilitet: langsiktig temperaturmotstand på 90°C, maksimal arbeidstemperatur på 160°C, momentan temperaturmotstand på 230°C. Ytelsen til den vannblokkerende tapen bør ikke endres etter en spesifisert tidsperiode ved disse temperaturene.
Gelstyrken skal være den viktigste egenskapen til et svellende materiale, mens ekspansjonshastigheten kun brukes for å begrense lengden på innledende vanninntrengning (mindre enn 1 m). Et godt ekspansjonsmateriale bør ha riktig ekspansjonshastighet og høy viskositet. Et dårlig vannbarrieremateriale, selv med høy ekspansjonshastighet og lav viskositet, vil ha dårlige vannbarriereegenskaper. Dette kan testes i sammenligning med en rekke termiske sykluser. Under hydrolytiske forhold vil gelen brytes ned til en væske med lav viskositet som vil forringe kvaliteten. Dette oppnås ved å røre en ren vannsuspensjon som inneholder svellepulver i 2 timer. Den resulterende gelen separeres deretter fra overskuddsvannet og plasseres i et roterende viskosimeter for å måle viskositeten før og etter 24 timer ved 95°C. Forskjellen i gelstabilitet kan sees. Dette gjøres vanligvis i sykluser på 8 timer fra 20 °C til 95 °C og 8 timer fra 95 °C til 20 °C. De relevante tyske standardene krever 126 sykluser på 8 timer.
4. 5 Kompatibilitet Vannbarrierens kompatibilitet er en spesielt viktig egenskap i forhold til levetiden til den fiberoptiske kabelen og bør derfor vurderes i forhold til de fiberoptiske kabelmaterialene som er involvert så langt. Siden kompatibilitet tar lang tid å bli synlig, må den akselererte aldringstesten brukes, dvs. kabelmaterialeprøven tørkes ren, pakkes inn med et lag tørr vanntett tape og holdes i et kammer med konstant temperatur ved 100°C i 10 dager, hvoretter kvaliteten veies. Strekkfastheten og forlengelsen av materialet bør ikke endres med mer enn 20 % etter testen.
Innleggstid: 22. juli 2022