1 Introducere
Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei de comunicații în ultimul deceniu și ceva, domeniul de aplicare a cablurilor de fibră optică s-a extins. Pe măsură ce cerințele de mediu pentru cablurile cu fibră optică continuă să crească, la fel și cerințele pentru calitatea materialelor utilizate în cablurile cu fibră optică. Banda de blocare a apei pentru cablul de fibră optică este un material comun de blocare a apei utilizat în industria cablului de fibră optică, rolul de etanșare, impermeabilizare, protecție împotriva umidității și tampon în cablul cu fibră optică a fost recunoscut pe scară largă, iar varietățile și performanța acestuia au fost continuu îmbunătățit și perfecționat odată cu dezvoltarea cablului de fibră optică. În ultimii ani, structura „miez uscat” a fost introdusă în cablul optic. Acest tip de material de barieră de apă pentru cablu este de obicei o combinație de bandă, fire sau acoperire pentru a preveni pătrunderea apei longitudinal în miezul cablului. Odată cu acceptarea tot mai mare a cablurilor cu fibră optică cu miez uscat, materialele pentru cabluri cu fibră optică cu miez uscat înlocuiesc rapid compușii tradiționali de umplere a cablurilor pe bază de vaselină. Materialul de miez uscat folosește un polimer care absoarbe rapid apa pentru a forma un hidrogel, care se umflă și umple canalele de penetrare a apei ale cablului. În plus, deoarece materialul uscat al miezului nu conține grăsime lipicioasă, nu sunt necesare șervețele, solvenți sau agenți de curățare pentru a pregăti cablul pentru îmbinare, iar timpul de îmbinare a cablului este mult redus. Greutatea redusă a cablului și aderența bună dintre firul de armare exterioară și manta nu sunt reduse, ceea ce îl face o alegere populară.
2 Impactul apei asupra cablului și a mecanismului de rezistență la apă
Motivul principal pentru care ar trebui luate o varietate de măsuri de blocare a apei este că apa care intră în cablu se va descompune în hidrogen și ioni O H-, ceea ce va crește pierderea de transmisie a fibrei optice, va reduce performanța fibrei și va scurta durata de viata a cablului. Cele mai comune măsuri de blocare a apei sunt umplerea cu pastă de petrol și adăugarea de bandă de blocare a apei, care sunt umplute în golul dintre miezul cablului și manta pentru a preveni răspândirea verticală a apei și a umezelii, jucând astfel un rol în blocarea apei.
Când rășinile sintetice sunt utilizate în cantități mari ca izolatori în cablurile cu fibră optică (în primul rând în cabluri), aceste materiale izolatoare nu sunt, de asemenea, imune la pătrunderea apei. Formarea „copacilor de apă” în materialul izolator este principalul motiv al impactului asupra performanței transmisiei. Mecanismul prin care materialul izolator este afectat de copacii de apă este de obicei explicat astfel: datorită câmpului electric puternic (o altă ipoteză este că proprietățile chimice ale rășinii sunt modificate de descărcarea foarte slabă a electronilor accelerați), moleculele de apă pătrund. prin numărul diferit de micropori prezenți în materialul de înveliș al cablului de fibră optică. Moleculele de apă vor pătrunde prin numărul diferit de micro-pori din materialul învelișului cablului, formând „arbori de apă”, acumulând treptat o cantitate mare de apă și răspândindu-se pe direcția longitudinală a cablului și afectând performanța cablului. După ani de cercetare și testare internațională, la mijlocul anilor 1980, pentru a găsi o modalitate de a elimina cel mai bun mod de a produce copaci de apă, adică înainte de extrudarea cablului înfășurat într-un strat de absorbție a apei și extinderea barierei de apă pentru a inhiba și încetinește creșterea copacilor de apă, blocând apa în cablu în interiorul răspândirii longitudinale; în același timp, din cauza deteriorării externe și a infiltrării apei, bariera de apă poate bloca rapid apa, nu la răspândirea longitudinală a cablului.
3 Prezentare generală a barierei de apă prin cablu
3. 1 Clasificarea barierelor de apă prin cablu de fibră optică
Există multe modalități de clasificare a barierelor de apă prin cabluri optice, care pot fi clasificate în funcție de structura, calitatea și grosimea lor. În general, ele pot fi clasificate în funcție de structura lor: waterstop laminat cu două fețe, waterstop acoperit cu o singură față și waterstop film compozit. Funcția de barieră de apă a barierei de apă se datorează în principal materialului cu absorbție mare de apă (numit barieră de apă), care se poate umfla rapid după ce bariera de apă întâlnește apă, formând un volum mare de gel (bariera de apă poate absorbi de sute de ori mai mult apă decât ea însăși), împiedicând astfel creșterea arborelui de apă și prevenind infiltrarea și răspândirea continuă a apei. Acestea includ atât polizaharide naturale, cât și modificate chimic.
Deși acești blocanți naturali sau seminaturali au proprietăți bune, au două dezavantaje fatale:
1) sunt biodegradabile și 2) sunt foarte inflamabile. Acest lucru le face să fie puțin probabil să fie utilizate în materialele cablurilor cu fibră optică. Celălalt tip de material sintetic din hidrorezistă este reprezentat de poliacrilații, care pot fi utilizați ca rezistențe de apă pentru cablurile optice deoarece îndeplinesc următoarele cerințe: 1) în stare uscată, pot contracara solicitările generate în timpul fabricării cablurilor optice;
2) atunci când sunt uscate, pot rezista la condițiile de funcționare ale cablurilor optice (ciclare termică de la temperatura camerei la 90 °C) fără a afecta durata de viață a cablului și, de asemenea, pot rezista la temperaturi ridicate pentru perioade scurte de timp;
3) atunci când apa intră, se pot umfla rapid și formează un gel cu o viteză de expansiune.
4) produce un gel foarte vâscos, chiar și la temperaturi ridicate, vâscozitatea gelului este stabilă pentru o lungă perioadă de timp.
Sinteza hidrofugelor poate fi împărțită pe scară largă în metode chimice tradiționale – metoda cu fază inversă (metoda de reticulare prin polimerizare apă-în-ulei), metoda proprie de polimerizare prin reticulare – metoda discului, metoda iradierii – „cobalt 60” γ -metoda razelor. Metoda de reticulare se bazează pe metoda radiației γ „cobalt 60”. Diferitele metode de sinteză au grade diferite de polimerizare și reticulare și, prin urmare, cerințe foarte stricte pentru agentul de blocare a apei necesar în benzile de blocare a apei. Doar foarte puțini poliacrilați pot îndeplini cele patru cerințe de mai sus, conform experienței practice, agenții de blocare a apei (rășini care absorb apa) nu pot fi utilizați ca materii prime pentru o singură parte a poliacrilatului de sodiu reticulat, trebuie utilizați într-un metoda de reticulare multi-polimeri (adică o varietate de părți din amestecul de poliacrilat de sodiu reticulat) pentru a atinge scopul multiplilor de absorbție rapidă și ridicată a apei. Cerințele de bază sunt: multiplu de absorbție a apei poate ajunge la aproximativ 400 de ori, rata de absorbție a apei poate ajunge în primul minut pentru a absorbi 75% din apa absorbită de apă rezistentă; rezistență la apă la uscare cerințe de stabilitate termică: rezistență la temperatură pe termen lung de 90 °C, temperatura maximă de lucru de 160 °C, rezistență la temperatură instantanee de 230 °C (deosebit de important pentru cablul fotoelectric compozit cu semnale electrice); absorbția de apă după formarea cerințelor de stabilitate a gelului: după mai multe cicluri termice (20°C ~ 95°C) Stabilitatea gelului după absorbția de apă necesită: gel cu vâscozitate mare și rezistență a gelului după mai multe cicluri termice (20°C până la 95° C). Stabilitatea gelului variaza considerabil in functie de metoda de sinteza si de materialele folosite de producator. În același timp, nu cu cât este mai rapidă rata de expansiune, cu atât mai bine, unele produse urmărirea unilaterală a vitezei, utilizarea aditivilor nu favorizează stabilitatea hidrogelului, distrugerea capacității de reținere a apei, dar nu pentru a obține efectul de rezistenta la apa.
3. 3 caracteristici ale benzii de blocare a apei Ca cablu în fabricarea, testarea, transportul, depozitarea și utilizarea procesului pentru a rezista la testul de mediu, astfel încât din perspectiva utilizării cablului optic, banda de blocare a cablului de apă cerințele sunt următoarele:
1) aspect distribuție fibre, materiale compozite fără delaminare și pulbere, cu o anumită rezistență mecanică, potrivite nevoilor cablului;
2) calitate uniformă, repetabilă, stabilă, în formarea cablului nu va fi delaminat și produce
3) presiune mare de expansiune, viteză rapidă de expansiune, stabilitate bună a gelului;
4) stabilitate termică bună, potrivită pentru diverse procesări ulterioare;
5) stabilitate chimică ridicată, nu conține componente corozive, rezistente la bacterii și eroziunea mucegaiului;
6) compatibilitate bună cu alte materiale de cablu optic, rezistență la oxidare etc.
4 Standarde de performanță pentru bariera de apă pentru cablu optic
Un număr mare de rezultate ale cercetării arată că rezistența necalificată la apă la stabilitatea pe termen lung a performanței transmisiei prin cablu va produce un rău mare. Acest rău, în procesul de fabricație și inspecția din fabrică a cablului de fibră optică este dificil de găsit, dar va apărea treptat în procesul de așezare a cablului după utilizare. Prin urmare, dezvoltarea în timp util a standardelor de testare cuprinzătoare și precise, pentru a găsi o bază pentru evaluarea tuturor părților poate accepta, a devenit o sarcină urgentă. Cercetările, explorările și experimentele ample ale autorului asupra curelelor de blocare a apei au oferit o bază tehnică adecvată pentru dezvoltarea standardelor tehnice pentru curele de blocare a apei. Determinați parametrii de performanță ai valorii barierei de apă pe baza următoarelor:
1) cerințele standardului cablului optic pentru opritor de apă (în principal cerințele materialului cablului optic din standardul cablului optic);
2) experiență în fabricarea și utilizarea barierelor de apă și rapoartele de testare relevante;
3) rezultatele cercetării privind influența caracteristicilor benzilor de blocare a apei asupra performanței cablurilor de fibră optică.
4. 1 Aspect
Aspectul benzii de barieră de apă trebuie să fie fibre distribuite uniform; suprafața trebuie să fie plană și fără riduri, cute și rupturi; nu ar trebui să existe despărțiri în lățimea benzii; materialul compozit nu trebuie să prezinte delaminare; banda trebuie înfășurată strâns, iar marginile benzii de mână trebuie să fie libere de „forma de pălărie de paie”.
4.2 Rezistența mecanică a opritorului
Rezistența la tracțiune a waterstop depinde de metoda de fabricare a benzii nețesute din poliester, în aceleași condiții cantitative, metoda viscozei este mai bună decât metoda laminată la cald de producere a rezistenței la tracțiune a produsului, grosimea este, de asemenea, mai subțire. Rezistența la tracțiune a benzii de barieră de apă variază în funcție de modul în care cablul este înfășurat sau înfășurat în jurul cablului.
Acesta este un indicator cheie pentru două dintre curele de blocare a apei, pentru care metoda de testare ar trebui să fie unificată cu dispozitivul, lichidul și procedura de testare. Principalul material de blocare a apei din banda de blocare a apei este poliacrilatul de sodiu parțial reticulat și derivații săi, care sunt sensibili la compoziția și natura cerințelor de calitate a apei, pentru a unifica standardul înălțimii de umflare a apei. bandă de blocare, folosirea apei deionizate va prevala (apa distilată este folosită în arbitraj), deoarece nu există nicio componentă anionică și cationică în apa deionizată, care este practic apă pură. Multiplicatorul de absorbție al rășinii de absorbție a apei în diferite calități de apă variază foarte mult, dacă multiplicatorul de absorbție în apă pură este 100% din valoarea nominală; în apa de la robinet este de 40% până la 60% (în funcție de calitatea apei din fiecare locație); în apa de mare este de 12%; apa subterană sau apa de jgheab este mai complexă, este dificil de determinat procentul de absorbție, iar valoarea acesteia va fi foarte mică. Pentru a asigura efectul de barieră de apă și durata de viață a cablului, cel mai bine este să utilizați o bandă de barieră de apă cu o înălțime de umflare > 10 mm.
4.3 Proprietăți electrice
În general, cablul optic nu conține transmisia de semnale electrice ale firului metalic, deci nu implică utilizarea unei benzi de apă rezistente semiconductoare, doar 33 Wang Qiang, etc.: bandă rezistentă la apă a cablului optic
Cablu electric compozit înainte de prezența semnalelor electrice, cerințe specifice conform structurii cablului prin contract.
4.4 Stabilitatea termică Majoritatea soiurilor de benzi de blocare a apei pot îndeplini cerințele de stabilitate termică: rezistență la temperatură pe termen lung de 90 ° C, temperatura maximă de lucru de 160 ° C, rezistență la temperatură instantanee de 230 ° C. Performanța benzii de blocare a apei nu ar trebui să se schimbe după o anumită perioadă de timp la aceste temperaturi.
Rezistența gelului ar trebui să fie cea mai importantă caracteristică a unui material intumescent, în timp ce viteza de expansiune este utilizată doar pentru a limita lungimea inițială a pătrunderii apei (mai puțin de 1 m). Un bun material de expansiune trebuie să aibă o rată de expansiune potrivită și o vâscozitate ridicată. Un material slab de barieră împotriva apei, chiar și cu o rată mare de expansiune și vâscozitate scăzută, va avea proprietăți slabe de barieră împotriva apei. Acest lucru poate fi testat în comparație cu un număr de cicluri termice. În condiții hidrolitice, gelul se va descompune într-un lichid cu vâscozitate scăzută, ceea ce îi va deteriora calitatea. Acest lucru se realizează prin agitarea unei suspensii de apă pură care conține pulbere de umflare timp de 2 ore. Gelul rezultat este apoi separat de excesul de apă și plasat într-un viscozimetru rotativ pentru a măsura vâscozitatea înainte și după 24 de ore la 95°C. Se poate observa diferența de stabilitate a gelului. Acest lucru se face de obicei în cicluri de 8 ore de la 20°C la 95°C și 8h de la 95°C la 20°C. Standardele relevante germane necesită 126 de cicluri de 8 ore.
4. 5 Compatibilitate Compatibilitatea barierei de apă este o caracteristică deosebit de importantă în raport cu durata de viață a cablului de fibră optică și, prin urmare, ar trebui luată în considerare în raport cu materialele cablurilor de fibră optică implicate până acum. Deoarece compatibilitatea durează mult pentru a deveni evidentă, trebuie utilizat testul de îmbătrânire accelerată, adică specimenul de material al cablului este șters, învelit cu un strat de bandă uscată rezistentă la apă și păstrat într-o cameră cu temperatură constantă la 100°C timp de 10. zile, după care se cântărește calitatea. Rezistența la tracțiune și alungirea materialului nu trebuie să se modifice cu mai mult de 20% după încercare.
Ora postării: 22-iul-2022