1 Giriş
Son on yılda iletişim teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte, fiber optik kabloların uygulama alanı genişlemektedir. Fiber optik kablolar için çevresel gereksinimler artmaya devam ettikçe, fiber optik kablolarda kullanılan malzemelerin kalitesine yönelik gereksinimler de artmaktadır. Fiber optik kablo su blokaj bandı, fiber optik kablo endüstrisinde kullanılan yaygın bir su blokaj malzemesidir, fiber optik kabloda sızdırmazlık, su geçirmezlik, nem ve tampon korumasının rolü yaygın olarak kabul görmüş olup, çeşitleri ve performansı fiber optik kablonun geliştirilmesiyle sürekli olarak iyileştirilmiş ve mükemmelleştirilmiştir. Son yıllarda, optik kabloya "kuru çekirdek" yapısı tanıtılmıştır. Bu tür kablo su bariyeri malzemesi genellikle suyun kablo çekirdeğine uzunlamasına nüfuz etmesini önlemek için bant, iplik veya kaplamanın bir kombinasyonudur. Kuru çekirdek fiber optik kabloların giderek daha fazla kabul görmesiyle, kuru çekirdek fiber optik kablo malzemeleri hızla geleneksel vazelin bazlı kablo dolgu bileşiklerinin yerini almaktadır. Kuru çekirdek malzemesi, suyu hızla emerek bir hidrojel oluşturan ve şişen ve kablonun su penetrasyon kanallarını dolduran bir polimer kullanır. Ayrıca, kuru çekirdek malzemesi yapışkan gres içermediğinden, kabloyu eklemeye hazırlamak için mendil, çözücü veya temizleyici gerekmez ve kablo ekleme süresi büyük ölçüde azalır. Kablonun hafifliği ve dış takviye ipliği ile kılıf arasındaki iyi yapışma azalmaz ve bu da onu popüler bir seçim haline getirir.
2 Suyun kablo üzerindeki etkisi ve su geçirmezlik mekanizması
Çeşitli su engelleme önlemlerinin alınmasının temel nedeni, kabloya giren suyun hidrojen ve O H- iyonlarına ayrışması ve bunun da optik fiberin iletim kaybını artırması, fiberin performansını düşürmesi ve kablonun ömrünü kısaltmasıdır. En yaygın su engelleme önlemleri, petrol macunu ile doldurma ve su engelleme bandı eklemedir. Bunlar, kablo çekirdeği ile kılıf arasındaki boşluğu doldurarak suyun ve nemin dikey olarak yayılmasını önler ve böylece su engellemede rol oynar.
Sentetik reçineler, fiber optik kablolarda (ilk olarak kablolarda) yalıtkan olarak büyük miktarlarda kullanıldığında, bu yalıtım malzemeleri de su girişine karşı bağışık değildir. Yalıtım malzemesinde “su ağaçları”nın oluşumu, iletim performansı üzerindeki etkinin ana nedenidir. Yalıtım malzemesinin su ağaçlarından etkilenme mekanizması genellikle şu şekilde açıklanır: güçlü elektrik alanı nedeniyle (bir diğer hipotez, reçinenin kimyasal özelliklerinin hızlandırılmış elektronların çok zayıf deşarjı ile değiştiğidir), su molekülleri fiber optik kablonun kılıf malzemesinde bulunan farklı sayıdaki mikro gözeneklerden nüfuz eder. Su molekülleri, kablo kılıf malzemesindeki farklı sayıdaki mikro gözeneklerden nüfuz edecek, “su ağaçları” oluşturacak, kademeli olarak büyük miktarda su biriktirecek ve kablonun uzunlamasına yönünde yayılacak ve kablonun performansını etkileyecektir. Yıllar süren uluslararası araştırma ve testlerden sonra, 1980'lerin ortalarında, su ağaçları üretmenin en iyi yolunu ortadan kaldırmanın bir yolunu bulmak için, yani kablo ekstrüzyonundan önce su emilimi ve su bariyerinin genişlemesi tabakasına sarılarak su ağaçlarının büyümesini engellemek ve yavaşlatmak, kablonun içindeki suyun uzunlamasına yayılmasını engellemek; aynı zamanda, dışarıdan gelen hasar ve suyun sızması nedeniyle, su bariyeri suyu hızlı bir şekilde bloke edebilir, kablonun uzunlamasına yayılmasına değil.
3 Kablo su bariyerinin genel görünümü
3. 1 Fiber optik kablo su bariyerlerinin sınıflandırılması
Optik kablo su bariyerlerini sınıflandırmanın birçok yolu vardır, bunlar yapılarına, kalitelerine ve kalınlıklarına göre sınıflandırılabilir. Genel olarak, yapılarına göre sınıflandırılabilirler: çift taraflı lamine su tutucu, tek taraflı kaplamalı su tutucu ve kompozit film su tutucu. Su bariyerinin su bariyeri işlevi esas olarak yüksek su emme malzemesinden (su bariyeri olarak adlandırılır) kaynaklanır, bu malzeme su bariyeri suyla karşılaştıktan sonra hızla şişebilir, büyük hacimli bir jel oluşturabilir (su bariyeri kendisinden yüzlerce kat daha fazla su emebilir), böylece su ağacının büyümesini ve suyun sürekli sızmasını ve yayılmasını önler. Bunlara hem doğal hem de kimyasal olarak modifiye edilmiş polisakkaritler dahildir.
Bu doğal veya yarı doğal su engelleyiciler iyi özelliklere sahip olmalarına rağmen, iki ölümcül dezavantaja sahiptirler:
1) biyolojik olarak parçalanabilirler ve 2) son derece yanıcıdırlar. Bu, bunların fiber optik kablo malzemelerinde kullanılma olasılığını azaltır. Su direncindeki diğer sentetik malzeme türü, aşağıdaki gereksinimleri karşıladıkları için optik kablolar için su direnci olarak kullanılabilen poliakrilatlardır: 1) kuru olduklarında, optik kabloların üretimi sırasında oluşan gerilimleri etkisiz hale getirebilirler;
2) Kuru haldeyken, kablonun ömrünü etkilemeden optik kabloların çalışma koşullarına (oda sıcaklığından 90 °C'ye kadar termal döngü) dayanabilirler ve ayrıca kısa süreler için yüksek sıcaklıklara dayanabilirler;
3) İçerisine su girdiğinde hızla şişebilir ve genleşme hızıyla jel oluşturabilirler.
4) Yüksek viskoziteli bir jel üretir, yüksek sıcaklıklarda bile jelin viskozitesi uzun süre sabit kalır.
Su iticilerin sentezi genel olarak geleneksel kimyasal yöntemlere - ters faz yöntemi (su-yağ polimerizasyonu çapraz bağlama yöntemi), kendi çapraz bağlama polimerizasyon yöntemi - disk yöntemi, ışınlama yöntemi - "kobalt 60" γ-ışını yöntemi olarak ayrılabilir. Çapraz bağlama yöntemi "kobalt 60" γ-radyasyon yöntemine dayanmaktadır. Farklı sentez yöntemlerinin farklı polimerizasyon ve çapraz bağlama dereceleri vardır ve bu nedenle su blokaj bantlarında gereken su blokaj maddesi için çok katı gereksinimler vardır. Çok az poliakrilat yukarıdaki dört gereksinimi karşılayabilir, pratik deneyime göre, su blokaj maddeleri (su emici reçineler) çapraz bağlı sodyum poliakrilatın tek bir parçası için hammadde olarak kullanılamaz, hızlı ve yüksek su emilimi amacına ulaşmak için çok polimerli çapraz bağlama yönteminde (yani çapraz bağlı sodyum poliakrilat karışımının çeşitli parçalarında) kullanılmalıdır. Temel gereksinimler şunlardır: su emme katsayısı yaklaşık 400 katına ulaşabilir, su emme oranı su direnci tarafından emilen suyun %75'ini emmek için ilk dakikaya ulaşabilir; su direnci kurutma termal kararlılık gereksinimleri: 90 ° C'lik uzun vadeli sıcaklık direnci, 160 ° C'lik maksimum çalışma sıcaklığı, 230 ° C'lik anlık sıcaklık direnci (özellikle elektrik sinyallerine sahip fotoelektrik kompozit kablo için önemlidir); jel kararlılık gereksinimlerinin oluşumundan sonra su emme: birkaç termal döngüden sonra (20 ° C ~ 95 ° C) Su emiliminden sonra jelin kararlılığı şunları gerektirir: birkaç termal döngüden sonra (20 ° C ila 95 ° C) yüksek viskoziteli jel ve jel mukavemeti. Jelin kararlılığı, sentez yöntemine ve üretici tarafından kullanılan malzemelere bağlı olarak önemli ölçüde değişir. Aynı zamanda, genleşme oranı ne kadar hızlı olursa o kadar iyi değildir, bazı ürünler hızın tek taraflı peşinde koşar, katkı maddelerinin kullanımı hidrojel kararlılığına, su tutma kapasitesinin tahribatına elverişli değildir, ancak su direncinin etkisini elde etmeye elverişli değildir.
3. Su geçirmez bantların 3 özelliği Kablonun üretim, test, taşıma, depolama ve kullanım süreçlerinde çevresel testlere dayanması gerektiği gibi, optik kablonun kullanım perspektifinden bakıldığında da kablo su geçirmez bant gereksinimleri aşağıdaki gibidir:
1) Görünüm fiber dağılımı, delaminasyon ve toz içermeyen kompozit malzemeler, belirli bir mekanik mukavemete sahip, kablonun ihtiyaçlarına uygun;
2) düzgün, tekrarlanabilir, istikrarlı kalite, kablo oluşumunda delaminasyon olmayacak ve üretilecektir
3) yüksek genleşme basıncı, hızlı genleşme hızı, iyi jel stabilitesi;
4) iyi termal kararlılık, çeşitli sonraki işlemlere uygundur;
5) Yüksek kimyasal kararlılığa sahiptir, aşındırıcı bileşenler içermez, bakteri ve küf erozyonuna dayanıklıdır;
6) Optik kablonun diğer malzemeleriyle iyi uyumluluk, oksidasyon direnci vb.
4 Optik kablo su bariyeri performans standartları
Çok sayıda araştırma sonucu, niteliksiz su direncinin kablo iletim performansının uzun vadeli istikrarına büyük zarar vereceğini göstermektedir. Bu zarar, optik fiber kablonun üretim sürecinde ve fabrika muayenesinde bulunması zor olsa da, kullanımdan sonra kablonun döşenmesi sürecinde kademeli olarak ortaya çıkacaktır. Bu nedenle, tüm tarafların kabul edebileceği bir değerlendirme temeli bulmak için kapsamlı ve doğru bir test standardının zamanında geliştirilmesi acil bir görev haline gelmiştir. Yazarın su blokaj bantları üzerindeki kapsamlı araştırması, keşfi ve deneyleri, su blokaj bantları için teknik standartların geliştirilmesi için yeterli bir teknik temel sağlamıştır. Su bariyeri değerinin performans parametrelerini aşağıdakilere göre belirleyin:
1) su tutucu için optik kablo standardının gereklilikleri (esas olarak optik kablo standardındaki optik kablo malzemesinin gereklilikleri);
2) Su bariyerlerinin imalatı ve kullanımı konusunda deneyim ve ilgili test raporları;
3) Su geçirmez bantların özelliklerinin optik fiber kabloların performansına etkisine ilişkin araştırma sonuçları.
4.1 Görünüm
Su bariyer bandının görünümü eşit dağılmış liflerden oluşmalı; yüzeyi düz ve kırışıklık, buruşukluk ve yırtıklardan arınmış olmalı; bandın genişliğinde çatlaklar olmamalı; kompozit malzeme delaminasyondan arınmış olmalı; bant sıkıca sarılmalı ve elde tutulan bandın kenarları “hasır şapka şekli”nden arındırılmış olmalıdır.
4.2 Su tutucunun mekanik dayanıklılığı
Su tutucunun çekme dayanımı, polyester dokunmamış bandın üretim yöntemine bağlıdır, aynı niceliksel koşullar altında, viskon yöntemi, ürünün çekme dayanımının sıcak haddelenmiş üretim yönteminden daha iyidir, kalınlık da daha incedir. Su bariyer bandının çekme dayanımı, kablonun sarılma veya kablonun etrafına sarılma şekline göre değişir.
Bu, test yönteminin cihaz, sıvı ve test prosedürü ile birleştirilmesi gereken iki su blokaj bandı için önemli bir göstergedir. Su blokaj bandındaki ana su blokaj malzemesi, su kalitesi gereksinimlerinin bileşimine ve doğasına duyarlı olan kısmen çapraz bağlı sodyum poliakrilat ve türevleridir, su blokaj bandının şişme yüksekliğinin standardını birleştirmek için, deiyonize su kullanımı geçerli olacaktır (tahkimde damıtılmış su kullanılır), çünkü deiyonize suda anyonik ve katyonik bileşen yoktur, ki bu temelde saf sudur. Su emilim reçinesinin emilim çarpanı, saf suda emilim çarpanı nominal değerin %100'ü ise büyük ölçüde değişir; musluk suyunda %40 ila %60'tır (her lokasyonun su kalitesine bağlı olarak); deniz suyunda %12'dir; yeraltı suyu veya oluk suyu daha karmaşıktır, emilim yüzdesini belirlemek zordur ve değeri çok düşük olacaktır. Su bariyeri etkisinin ve kablonun ömrünün uzun olması için şişme yüksekliği > 10mm olan su bariyeri bandının kullanılması en iyisidir.
4.3Elektriksel özellikler
Genel olarak konuşursak, optik kablo metal telin elektrik sinyallerinin iletimini içermez, bu nedenle yarı iletken dirençli su bandının kullanımını içermez, sadece 33 Wang Qiang, vb.: optik kablo su dirençli bant
Elektriksel kompozit kablolarda elektrik sinyallerinin bulunmasından önce, sözleşmeye göre kablonun yapısına göre özel şartlar aranmaktadır.
4.4 Termal kararlılık Su blokaj bantlarının çoğu çeşidi termal kararlılık gereksinimlerini karşılayabilir: 90°C uzun vadeli sıcaklık direnci, 160°C maksimum çalışma sıcaklığı, 230°C anlık sıcaklık direnci. Su blokaj bandının performansı bu sıcaklıklarda belirli bir süre sonra değişmemelidir.
Jel mukavemeti, şişen bir malzemenin en önemli özelliği olmalıdır, genleşme oranı ise yalnızca ilk su penetrasyonunun uzunluğunu (1 m'den az) sınırlamak için kullanılır. İyi bir genleşme malzemesi doğru genleşme oranına ve yüksek viskoziteye sahip olmalıdır. Yüksek genleşme oranına ve düşük viskoziteye sahip olsa bile zayıf bir su bariyeri malzemesi zayıf su bariyeri özelliklerine sahip olacaktır. Bu, bir dizi termal döngüyle karşılaştırılarak test edilebilir. Hidrolitik koşullar altında jel, kalitesini bozacak düşük viskoziteli bir sıvıya parçalanacaktır. Bu, şişirme tozu içeren saf bir su süspansiyonunun 2 saat karıştırılmasıyla elde edilir. Elde edilen jel daha sonra fazla sudan ayrılır ve 95°C'de 24 saat öncesi ve sonrası viskoziteyi ölçmek için dönen bir viskozimetreye yerleştirilir. Jel stabilitesindeki fark görülebilir. Bu genellikle 20°C'den 95°C'ye 8 saatlik ve 95°C'den 20°C'ye 8 saatlik döngüler halinde yapılır. İlgili Alman standartları 126 adet 8 saatlik döngü gerektirir.
4. 5 Uyumluluk Su bariyerinin uyumluluğu, fiber optik kablonun ömrüyle ilgili olarak özellikle önemli bir özelliktir ve bu nedenle bugüne kadar kullanılan fiber optik kablo malzemeleriyle ilgili olarak dikkate alınmalıdır. Uyumluluğun belirginleşmesi uzun zaman aldığından, hızlandırılmış yaşlanma testi kullanılmalıdır, yani kablo malzemesi örneği temizlenir, kuru su geçirmez bant tabakasıyla sarılır ve 10 gün boyunca 100°C'de sabit sıcaklık odasında tutulur, ardından kalite tartılır. Malzemenin çekme mukavemeti ve uzaması testten sonra %20'den fazla değişmemelidir.
Gönderi zamanı: 22-Tem-2022