1 Introduktion
Med den snabba utvecklingen av kommunikationsteknologi under det senaste decenniet eller så, har användningsområdet för fiberoptiska kablar expanderat. I takt med att miljökraven för fiberoptiska kablar fortsätter att öka, ökar också kraven på kvaliteten på material som används i fiberoptiska kablar. Fiberoptisk kabel vattenblockerande tejp är ett vanligt vattenblockerande material som används inom fiberoptisk kabelindustri, rollen av tätning, vattentätning, fukt- och buffertskydd i fiberoptisk kabel har blivit allmänt erkänd, och dess varianter och prestanda har kontinuerligt förbättras och fulländas med utvecklingen av fiberoptisk kabel. Under de senaste åren har strukturen "torr kärna" introducerats i den optiska kabeln. Denna typ av kabelvattenbarriärmaterial är vanligtvis en kombination av tejp, garn eller beläggning för att förhindra vatten från att tränga in i kabelkärnan i längdled. Med den växande acceptansen av fiberoptiska kablar med torr kärna ersätter fiberoptiska kabelmaterial med torr kärna snabbt de traditionella vaselinbaserade kabelfyllnadsblandningarna. Det torra kärnmaterialet använder en polymer som snabbt absorberar vatten för att bilda en hydrogel, som sväller och fyller kabelns vattengenomträngningskanaler. Dessutom, eftersom det torra kärnmaterialet inte innehåller klibbigt fett, krävs inga våtservetter, lösningsmedel eller rengöringsmedel för att förbereda kabeln för skarvning, och kabelskarvningstiden reduceras avsevärt. Kabelns låga vikt och den goda vidhäftningen mellan det yttre förstärkningsgarnet och manteln reduceras inte, vilket gör den till ett populärt val.
2 Vattens påverkan på kabeln och vattenmotståndsmekanismen
Den främsta anledningen till att en mängd olika vattenblockerande åtgärder bör vidtas är att vatten som kommer in i kabeln kommer att sönderdelas till väte och O H-joner, vilket kommer att öka transmissionsförlusten för den optiska fibern, minska fiberns prestanda och förkorta kabelns livslängd. De vanligaste vattentätande åtgärderna är att fylla med petroleumpasta och lägga till vattenblockerande tejp, som fylls i springan mellan kabelkärnan och manteln för att förhindra att vatten och fukt sprids vertikalt och därmed spelar en roll vid vattenblockering.
När syntetiska hartser används i stora mängder som isolatorer i fiberoptiska kablar (först i kablar) är dessa isoleringsmaterial inte heller immuna mot vatteninträngning. Bildandet av "vattenträd" i isoleringsmaterialet är den främsta orsaken till påverkan på transmissionsprestanda. Mekanismen genom vilken isoleringsmaterialet påverkas av vattenträd förklaras vanligtvis på följande sätt: på grund av det starka elektriska fältet (en annan hypotes är att hartsens kemiska egenskaper förändras av den mycket svaga urladdningen av accelererade elektroner) tränger vattenmolekyler in genom det olika antalet mikroporer som finns i den fiberoptiska kabelns mantelmaterial. Vattenmolekylerna kommer att penetrera genom olika antal mikroporer i kabelmantelmaterialet, bilda "vattenträd", gradvis ackumulera en stor mängd vatten och spridas i kabelns längdriktning och påverka kabelns prestanda. Efter år av internationell forskning och testning, i mitten av 1980-talet, för att hitta ett sätt att eliminera det bästa sättet att producera vattenträd, det vill säga innan kabelextruderingen insvept i ett lager av vattenabsorption och expansion av vattenbarriären för att förhindra och bromsa tillväxten av vattenträd, blockerar vatten i kabeln inuti den längsgående spridningen; samtidigt, på grund av yttre skador och infiltration av vatten, kan vattenbarriären också snabbt blockera vattnet, inte till kabelns längsgående spridning.
3 Översikt över kabelvattenbarriären
3. 1 Klassificering av fiberoptisk kabel vattenbarriärer
Det finns många sätt att klassificera optiska kabelvattenbarriärer, som kan klassificeras efter deras struktur, kvalitet och tjocklek. I allmänhet kan de klassificeras enligt deras struktur: dubbelsidigt laminerat vattenstopp, enkelsidigt belagt vattenstopp och kompositfilmsvattenstopp. Vattenbarriärens vattenbarriärfunktion beror främst på det höga vattenabsorptionsmaterialet (kallad vattenbarriär), som kan svälla snabbt efter att vattenbarriären stöter på vatten och bildar en stor volym gel (vattenbarriären kan absorbera hundratals gånger mer vatten än sig själv), vilket förhindrar tillväxten av vattenträdet och förhindrar fortsatt infiltration och spridning av vatten. Dessa inkluderar både naturliga och kemiskt modifierade polysackarider.
Även om dessa naturliga eller semi-naturliga vattenblockerare har goda egenskaper, har de två dödliga nackdelar:
1) de är biologiskt nedbrytbara och 2) de är mycket brandfarliga. Detta gör att de sannolikt inte kommer att användas i fiberoptiska kabelmaterial. Den andra typen av syntetiskt material i vattenresisten representeras av polyakrylater, som kan användas som vattenresist för optiska kablar eftersom de uppfyller följande krav: 1) när de är torra kan de motverka de påkänningar som uppstår vid tillverkning av optiska kablar;
2) när de är torra kan de motstå driftsförhållandena för optiska kablar (termisk cykling från rumstemperatur till 90 °C) utan att påverka kabelns livslängd, och kan även motstå höga temperaturer under korta tidsperioder;
3) när vatten kommer in kan de svälla snabbt och bilda en gel med expansionshastighet.
4) producera en mycket viskös gel, även vid höga temperaturer är gelens viskositet stabil under lång tid.
Syntesen av vattenavvisande medel kan grovt delas in i traditionella kemiska metoder – omvänd fasmetod (vatten-i-olja polymerisation tvärbindningsmetod), deras egen tvärbindningspolymerisationsmetod – skivmetod, bestrålningsmetod – “kobolt 60” γ -strålemetoden. Tvärbindningsmetoden är baserad på "kobolt 60" γ-strålningsmetoden. De olika syntesmetoderna har olika grad av polymerisation och tvärbindning och därför mycket stränga krav på det vattenblockerande medel som krävs i vattenblockerande tejper. Endast mycket få polyakrylater kan uppfylla ovanstående fyra krav, enligt praktisk erfarenhet kan vattenblockerande medel (vattenabsorberande hartser) inte användas som råmaterial för en enskild del av det tvärbundna natriumpolyakrylatet, måste användas i en multipolymer tvärbindningsmetod (dvs en mängd olika delar av den tvärbundna natriumpolyakrylatblandningen) för att uppnå syftet med snabba och höga vattenabsorptionsmultiplar. De grundläggande kraven är: vattenabsorptionsmultipeln kan nå cirka 400 gånger, vattenabsorptionshastigheten kan nå den första minuten för att absorbera 75% av vattnet som absorberas av vattenresisten; termisk stabilitetskrav för vattenbeständig torkning: långtidstemperaturbeständighet på 90°C, maximal arbetstemperatur på 160°C, momentan temperaturbeständighet på 230°C (särskilt viktigt för fotoelektrisk kompositkabel med elektriska signaler); vattenabsorption efter bildandet av gelstabilitetskrav: efter flera termiska cykler (20°C ~ 95°C) Geléns stabilitet efter vattenabsorption kräver: gel med hög viskositet och gelstyrka efter flera termiska cykler (20°C till 95°) C). Geléns stabilitet varierar avsevärt beroende på syntesmetoden och de material som används av tillverkaren. Samtidigt, inte ju snabbare expansionshastighet, desto bättre, vissa produkter ensidig strävan efter hastighet, användningen av tillsatser bidrar inte till hydrogelstabilitet, förstörelsen av vattenretentionskapaciteten, men inte för att uppnå effekten av vattenbeständighet.
3. 3 egenskaper vattenblockerande tejp Som kabeln i tillverkning, testning, transport, lagring och användning av processen för att motstå miljötestet, så ur perspektivet av användningen av optisk kabel, kabeln vattenblockerande tejp kraven är följande:
1) utseende fiberfördelning, kompositmaterial utan delaminering och pulver, med en viss mekanisk styrka, lämplig för kabelns behov;
2) enhetlig, repeterbar, stabil kvalitet, i bildandet av kabeln kommer inte att delamineras och producera
3) högt expansionstryck, snabb expansionshastighet, bra gelstabilitet;
4) god termisk stabilitet, lämplig för olika efterföljande bearbetning;
5) hög kemisk stabilitet, innehåller inga frätande komponenter, resistenta mot bakterier och mögelerosion;
6) god kompatibilitet med andra material av optisk kabel, oxidationsbeständighet, etc.
4 Optisk kabel vattenbarriär prestandastandarder
Ett stort antal forskningsresultat visar att okvalificerad vattenbeständighet mot den långsiktiga stabiliteten hos kabelöverföringsprestanda kommer att orsaka stor skada. Denna skada, i tillverkningsprocessen och fabriksinspektionen av optisk fiberkabel är svår att hitta, men kommer gradvis att dyka upp i processen att lägga kabeln efter användning. Därför har den snabba utvecklingen av en omfattande och korrekt teststandarder, för att hitta en grund för utvärdering av alla parter kan acceptera, blivit en brådskande uppgift. Författarens omfattande forskning, utforskning och experiment med vattenblockerande bälten har gett en adekvat teknisk grund för utvecklingen av tekniska standarder för vattenblockerande bälten. Bestäm prestandaparametrarna för vattenbarriärvärdet baserat på följande:
1) kraven i den optiska kabelstandarden för vattenstoppet (främst kraven för det optiska kabelmaterialet i den optiska kabelstandarden);
2) erfarenhet av tillverkning och användning av vattenbarriärer och relevanta testrapporter;
3) forskningsresultat om inverkan av egenskaperna hos vattenblockerande band på prestanda hos optiska fiberkablar.
4. 1 Utseende
Utseendet på vattenbarriärtejpen bör vara jämnt fördelade fibrer; ytan ska vara platt och fri från rynkor, veck och revor; det bör inte finnas några sprickor i bandets bredd; kompositmaterialet bör vara fritt från delaminering; tejpen ska vara hårt lindad och kanterna på den handhållna tejpen ska vara fria från "stråhattformen".
4.2 Vattenstoppets mekaniska styrka
Draghållfastheten för vattenstoppet beror på tillverkningsmetoden för polyesterfiberbandet, under samma kvantitativa förhållanden är viskosmetoden bättre än den varmvalsade metoden för tillverkning av produktens draghållfasthet, tjockleken är också tunnare. Draghållfastheten hos vattenspärrbandet varierar beroende på hur kabeln lindas eller lindas runt kabeln.
Detta är en nyckelindikator för två av de vattenblockerande bälten, för vilka testmetoden bör förenas med enheten, vätskan och testproceduren. Det huvudsakliga vattenblockerande materialet i den vattenblockerande tejpen är delvis tvärbundet natriumpolyakrylat och dess derivat, som är känsliga för sammansättningen och karaktären av vattenkvalitetskrav, för att förena standarden för vattnets svällhöjd. blockerande tejp, ska användningen av avjoniserat vatten råda (destillerat vatten används i skiljeförfarande), eftersom det inte finns någon anjonisk och katjonisk komponent i avjoniserat vatten, som i princip är rent vatten. Absorptionsmultiplikatorn för vattenabsorptionsharts i olika vattenkvaliteter varierar kraftigt, om absorptionsmultiplikatorn i rent vatten är 100 % av det nominella värdet; i kranvatten är det 40 % till 60 % (beroende på vattenkvaliteten på varje plats); i havsvatten är det 12 %; underjordiskt vatten eller rännvatten är mer komplext, det är svårt att bestämma absorptionsprocenten och dess värde kommer att vara mycket lågt. För att säkerställa kabelns vattenspärreffekt och livslängd är det bäst att använda ett vattenspärrband med en svällhöjd på > 10 mm.
4.3Elektriska egenskaper
Generellt sett innehåller den optiska kabeln inte överföring av elektriska signaler från metalltråden, så involvera inte användningen av halvledande motståndsvattentejp, endast 33 Wang Qiang, etc.: optisk kabel vattenmotståndstejp
Elektrisk kompositkabel före närvaron av elektriska signaler, specifika krav enligt strukturen av kabeln enligt kontraktet.
4.4 Termisk stabilitet De flesta varianter av vattenblockerande tejper kan uppfylla kraven på termisk stabilitet: långtidstemperaturbeständighet på 90°C, maximal arbetstemperatur på 160°C, momentan temperaturbeständighet på 230°C. Den vattenblockerande tejpens prestanda bör inte ändras efter en viss tidsperiod vid dessa temperaturer.
Gelstyrkan bör vara den viktigaste egenskapen hos ett svällande material, medan expansionshastigheten endast används för att begränsa längden av initial vattenpenetration (mindre än 1 m). Ett bra expansionsmaterial bör ha rätt expansionshastighet och hög viskositet. Ett dåligt vattenbarriärmaterial, även med en hög expansionshastighet och låg viskositet, kommer att ha dåliga vattenbarriäregenskaper. Detta kan testas i jämförelse med ett antal termiska cykler. Under hydrolytiska förhållanden kommer gelén att brytas ned till en vätska med låg viskositet, vilket försämrar dess kvalitet. Detta uppnås genom att röra om en rent vattensuspension innehållande svällpulver i 2 timmar. Den resulterande gelén separeras sedan från överskottet av vatten och placeras i en roterande viskosimeter för att mäta viskositeten före och efter 24 timmar vid 95°C. Skillnaden i gelstabilitet kan ses. Detta görs vanligtvis i cykler på 8 timmar från 20°C till 95°C och 8 timmar från 95°C till 20°C. De relevanta tyska standarderna kräver 126 cykler på 8 timmar.
4. 5 Kompatibilitet Vattenbarriärens kompatibilitet är en särskilt viktig egenskap i förhållande till den fiberoptiska kabelns livslängd och bör därför beaktas i förhållande till fiberoptiska kabelmaterial hittills. Eftersom kompatibiliteten tar lång tid att bli uppenbar måste det accelererade åldringstestet användas, dvs. kabelmaterialprovet torkas rent, lindas med ett lager torr vattenbeständig tejp och förvaras i en kammare med konstant temperatur vid 100°C i 10 dagar, varefter kvaliteten vägs. Materialets draghållfasthet och töjning bör inte ändras med mer än 20 % efter testet.
Posttid: 22 juli 2022