1 Introdución
Co rápido desenvolvemento da tecnoloxía da comunicación na última década, aproximadamente, o campo de aplicación dos cables de fibra óptica foi expandíndose. A medida que os requisitos ambientais para os cables de fibra óptica seguen aumentando, tamén o fan os requisitos de calidade dos materiais utilizados nos cables de fibra óptica. A cinta de bloqueo de auga para cables de fibra óptica é un material de bloqueo de auga común utilizado na industria dos cables de fibra óptica. O papel do selado, a impermeabilización, a protección contra a humidade e o amortecedor no cable de fibra óptica foi amplamente recoñecido, e as súas variedades e rendemento melloráronse e perfeccionáronse continuamente co desenvolvemento do cable de fibra óptica. Nos últimos anos, introduciuse a estrutura de "núcleo seco" no cable óptico. Este tipo de material de barreira de auga para cables adoita ser unha combinación de cinta, fío ou revestimento para evitar que a auga penetre lonxitudinalmente no núcleo do cable. Coa crecente aceptación dos cables de fibra óptica con núcleo seco, os materiais para cables de fibra óptica con núcleo seco están a substituír rapidamente os compostos de recheo de cables tradicionais a base de vaselina. O material con núcleo seco utiliza un polímero que absorbe rapidamente a auga para formar un hidroxel, que se incha e enche os canais de penetración de auga do cable. Ademais, como o material do núcleo seco non contén graxa pegañenta, non se requiren toalliñas, solventes nin produtos de limpeza para preparar o cable para o empalme, e o tempo de empalme do cable redúcese considerablemente. O peso lixeiro do cable e a boa adhesión entre o fío de reforzo exterior e a vaíña non se reducen, o que o converte nunha opción popular.
2 O impacto da auga no cable e no mecanismo de resistencia á auga
A principal razón pola que se deben tomar diversas medidas para bloquear a auga é que a auga que entra no cable descompoñerase en hidróxeno e ións O H-, o que aumentará a perda de transmisión da fibra óptica, reducirá o rendemento da fibra e acurtará a vida útil do cable. As medidas máis comúns para bloquear a auga son o recheo con pasta de petróleo e a adición de cinta adhesiva, que se enche no oco entre o núcleo do cable e a vaíña para evitar que a auga e a humidade se propaguen verticalmente, o que desempeña un papel no bloqueo da auga.
Cando se empregan resinas sintéticas en grandes cantidades como illantes en cables de fibra óptica (primeiro en cables), estes materiais illantes tampouco son inmunes á entrada de auga. A formación de "árbores de auga" no material illante é a principal razón do impacto no rendemento de transmisión. O mecanismo polo que o material illante se ve afectado polas árbores de auga adoita explicarse do seguinte xeito: debido ao forte campo eléctrico (outra hipótese é que as propiedades químicas da resina se modifican pola descarga moi débil dos electróns acelerados), as moléculas de auga penetran a través do diferente número de microporos presentes no material de revestimento do cable de fibra óptica. As moléculas de auga penetrarán a través do diferente número de microporos no material de revestimento do cable, formando "árbores de auga", acumulando gradualmente unha gran cantidade de auga e estendéndose na dirección lonxitudinal do cable, o que afectará o rendemento do cable. Despois de anos de investigación e probas internacionais, a mediados da década de 1980, atopouse unha forma de eliminar a mellor forma de producir árbores de auga, é dicir, antes da extrusión do cable envolto nunha capa de absorción de auga e expansión da barreira de auga para inhibir e frear o crecemento das árbores de auga, bloqueando a auga no cable dentro da extensión lonxitudinal; ao mesmo tempo, debido a danos externos e infiltración de auga, a barreira de auga tamén pode bloquear rapidamente a auga, non para a extensión lonxitudinal do cable.
3 Visión xeral da barreira de auga para cables
3. 1 Clasificación das barreiras de auga para cables de fibra óptica
Hai moitas maneiras de clasificar as barreiras de auga para cables ópticos, que se poden clasificar segundo a súa estrutura, calidade e grosor. En xeral, pódense clasificar segundo a súa estrutura: barreira de auga laminada de dobre cara, barreira de auga revestida dunha soa cara e barreira de auga de película composta. A función de barreira de auga da barreira de auga débese principalmente ao material de alta absorción de auga (chamado barreira de auga), que pode inchar rapidamente despois de que a barreira de auga se atope coa auga, formando un gran volume de xel (a barreira de auga pode absorber centos de veces máis auga que ela mesma), impedindo así o crecemento da árbore de auga e evitando a infiltración e propagación continuas da auga. Estes inclúen polisacáridos tanto naturais como modificados quimicamente.
Aínda que estes bloqueadores de auga naturais ou seminaturais teñen boas propiedades, teñen dúas desvantaxes fatais:
1) son biodegradables e 2) son altamente inflamables. Isto fai que sexa improbable que se empreguen en materiais para cables de fibra óptica. O outro tipo de material sintético na resina impermeable están representados polos poliacrilatos, que se poden empregar como resinas impermeables para cables ópticos porque cumpren os seguintes requisitos: 1) cando están secos, poden contrarrestar as tensións xeradas durante a fabricación de cables ópticos;
2) cando están secos, poden soportar as condicións de funcionamento dos cables ópticos (ciclos térmicos desde a temperatura ambiente ata os 90 °C) sen afectar a vida útil do cable e tamén poden soportar altas temperaturas durante curtos períodos de tempo;
3) cando entra auga, poden inchar rapidamente e formar un xel cunha velocidade de expansión.
4) producen un xel altamente viscoso, mesmo a altas temperaturas a viscosidade do xel é estable durante moito tempo.
A síntese de repelentes de auga pódese dividir en métodos químicos tradicionais: método de fase invertida (método de reticulación por polimerización auga en aceite), o seu propio método de polimerización por reticulación (método de disco) e método de irradiación (método de raios gamma "cobalto 60"). O método de reticulación baséase no método de radiación gamma "cobalto 60". Os diferentes métodos de síntese teñen diferentes graos de polimerización e reticulación e, polo tanto, requisitos moi estritos para o axente bloqueador de auga necesario nas cintas bloqueadoras de auga. Só moi poucos poliacrilatos poden cumprir os catro requisitos anteriores. Segundo a experiencia práctica, os axentes bloqueadores de auga (resinas absorbentes de auga) non se poden usar como materias primas para unha soa parte do poliacrilato de sodio reticulado, senón que se deben usar nun método de reticulación multipolímero (é dicir, unha variedade de partes da mestura de poliacrilato de sodio reticulado) para lograr o propósito de múltiples absorcións de auga rápidas e altas. Os requisitos básicos son: o múltiplo de absorción de auga pode alcanzar unhas 400 veces, a taxa de absorción de auga pode alcanzar o primeiro minuto para absorber o 75% da auga absorbida pola resistencia á auga; requisitos de estabilidade térmica de secado da resistencia á auga: resistencia á temperatura a longo prazo de 90 °C, temperatura máxima de traballo de 160 °C, resistencia instantánea á temperatura de 230 °C (especialmente importante para cables compostos fotoeléctricos con sinais eléctricos); absorción de auga despois da formación do xel requisitos de estabilidade: despois de varios ciclos térmicos (20 °C ~ 95 °C) A estabilidade do xel despois da absorción de auga require: xel de alta viscosidade e resistencia do xel despois de varios ciclos térmicos (20 °C a 95 °C). A estabilidade do xel varía considerablemente dependendo do método de síntese e dos materiais utilizados polo fabricante. Ao mesmo tempo, non canto máis rápida sexa a velocidade de expansión, mellor, algúns produtos buscan unilateralmente a velocidade, o uso de aditivos non conduce á estabilidade do hidroxel, a destrución da capacidade de retención de auga, pero non consegue o efecto de resistencia á auga.
3. 3 características da cinta bloqueadora de auga Dado que o cable debe soportar probas ambientais durante a súa fabricación, probas, transporte, almacenamento e uso, desde a perspectiva do uso de cables ópticos, os requisitos da cinta bloqueadora de auga para cables son os seguintes:
1) distribución da fibra de aspecto, materiais compostos sen delaminación e en po, cunha certa resistencia mecánica, axeitados para as necesidades do cable;
2) calidade uniforme, repetible e estable, na formación do cable non se delaminará e producirá
3) alta presión de expansión, velocidade de expansión rápida, boa estabilidade do xel;
4) boa estabilidade térmica, axeitada para varios procesamentos posteriores;
5) alta estabilidade química, non contén ningún compoñente corrosivo, resistente ás bacterias e á erosión do mofo;
6) boa compatibilidade con outros materiais de cable óptico, resistencia á oxidación, etc.
4 Normas de rendemento da barreira de auga para cables ópticos
Un gran número de resultados de investigación amosan que unha resistencia á auga non cualificada prexudica a longo prazo o rendemento da transmisión por cable. Este dano, no proceso de fabricación e inspección de fábrica do cable de fibra óptica, é difícil de atopar, pero aparecerá gradualmente no proceso de colocación do cable despois do uso. Polo tanto, o desenvolvemento oportuno de estándares de proba completos e precisos, para atopar unha base para a avaliación que todas as partes poidan aceptar, converteuse nunha tarefa urxente. A extensa investigación, exploración e experimentos do autor sobre correas bloqueadoras de auga proporcionaron unha base técnica adecuada para o desenvolvemento de estándares técnicos para as correas bloqueadoras de auga. Determine os parámetros de rendemento do valor da barreira de auga en función do seguinte:
1) os requisitos da norma de cable óptico para o filtro de auga (principalmente os requisitos do material do cable óptico na norma de cable óptico);
2) experiencia na fabricación e uso de barreiras de auga e informes de ensaios pertinentes;
3) resultados da investigación sobre a influencia das características das cintas impermeables no rendemento dos cables de fibra óptica.
4. 1 Aparición
A cinta de barreira de auga debe ter fibras distribuídas uniformemente; a superficie debe ser plana e libre de engurras, pregas nin roturas; non debe haber fendas no ancho da cinta; o material composto debe estar libre de delaminación; a cinta debe estar ben enrolada e os bordos da cinta manual non deben ter a "forma de sombreiro de palla".
4.2 Resistencia mecánica da impermeabilización
A resistencia á tracción da cinta de barreira de auga depende do método de fabricación da cinta de poliéster non tecida. En condicións cuantitativas semellantes, o método de viscosa ten unha mellor resistencia á tracción que o método de produción laminado en quente, e o grosor tamén é menor. A resistencia á tracción da cinta de barreira de auga varía segundo a forma en que se enrole o cable ou se enrole arredor del.
Este é un indicador clave para dúas das cintas de bloqueo de auga, para as cales o método de proba debe unificarse co dispositivo, o líquido e o procedemento de proba. O principal material de bloqueo de auga na cinta de bloqueo de auga é poliacrilato de sodio parcialmente reticulado e os seus derivados, que son sensibles á composición e natureza dos requisitos de calidade da auga. Para unificar o estándar da altura de inchazo da cinta de bloqueo de auga, prevalecerá o uso de auga desionizada (úsase auga destilada na arbitraxe), porque non hai compoñentes aniónicos nin catiónicos na auga desionizada, que é basicamente auga pura. O multiplicador de absorción da resina de absorción de auga en diferentes calidades de auga varía moito: se o multiplicador de absorción en auga pura é do 100 % do valor nominal; na auga da billa é do 40 % ao 60 % (dependendo da calidade da auga de cada localización); na auga do mar é do 12 %; a auga subterránea ou a auga das canles é máis complexa, é difícil determinar a porcentaxe de absorción e o seu valor será moi baixo. Para garantir o efecto de barreira contra a auga e a vida útil do cable, é mellor usar unha cinta de barreira contra a auga cunha altura de inchazo > 10 mm.
4.3 Propiedades eléctricas
En xeral, o cable óptico non contén a transmisión de sinais eléctricos do fío metálico, polo que non implica o uso de cinta de resistencia á auga semicondutora, só 33 Wang Qiang, etc.: cinta de resistencia á auga para cables ópticos
Cable composto eléctrico antes da presenza de sinais eléctricos, requisitos específicos segundo a estrutura do cable polo contrato.
4.4 Estabilidade térmica A maioría das variedades de cintas impermeabilizantes poden cumprir os requisitos de estabilidade térmica: resistencia á temperatura a longo prazo de 90 °C, temperatura máxima de traballo de 160 °C, resistencia instantánea á temperatura de 230 °C. O rendemento da cinta impermeabilizante non debería cambiar despois dun período de tempo especificado a estas temperaturas.
A resistencia do xel debería ser a característica máis importante dun material intumescente, mentres que a velocidade de expansión só se usa para limitar a lonxitude da penetración inicial da auga (menos de 1 m). Un bo material de expansión debería ter a velocidade de expansión axeitada e unha viscosidade elevada. Un material de barreira á auga deficiente, mesmo cunha alta velocidade de expansión e baixa viscosidade, terá propiedades de barreira á auga deficientes. Isto pódese comprobar en comparación con varios ciclos térmicos. En condicións hidrolíticas, o xel descompoñerase nun líquido de baixa viscosidade que deteriorará a súa calidade. Isto conséguese axitando unha suspensión de auga pura que contén po inchable durante 2 h. O xel resultante sepárase entón do exceso de auga e colócase nun viscosímetro rotatorio para medir a viscosidade antes e despois de 24 h a 95 °C. Pódese ver a diferenza na estabilidade do xel. Isto faise normalmente en ciclos de 8 h de 20 °C a 95 °C e de 8 h de 95 °C a 20 °C. As normas alemás pertinentes requiren 126 ciclos de 8 h.
4. 5 Compatibilidade A compatibilidade da barreira á auga é unha característica especialmente importante en relación coa vida útil do cable de fibra óptica e, polo tanto, debe considerarse en relación cos materiais do cable de fibra óptica empregados ata o de agora. Dado que a compatibilidade tarda moito en facerse evidente, débese realizar a proba de envellecemento acelerado, é dicir, a mostra de material do cable limpase, envólvese cunha capa de cinta resistente á auga seca e mantense nunha cámara a temperatura constante a 100 °C durante 10 días, tras os cales se pesa a calidade. A resistencia á tracción e o alongamento do material non deben cambiar en máis dun 20 % despois da proba.
Data de publicación: 22 de xullo de 2022