1 Giriş
Son on yılda iletişim teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte, fiber optik kabloların uygulama alanı da genişlemektedir. Fiber optik kablolar için çevresel gereksinimler arttıkça, fiber optik kablolarda kullanılan malzemelerin kalitesine yönelik gereksinimler de artmaktadır. Fiber optik kablo su geçirmez bant, fiber optik kablo endüstrisinde yaygın olarak kullanılan bir su geçirmez malzemedir. Fiber optik kablolarda sızdırmazlık, su geçirmezlik, nem ve tampon korumasının rolü yaygın olarak kabul görmüş ve fiber optik kabloların geliştirilmesiyle birlikte çeşitleri ve performansı sürekli olarak iyileştirilmiş ve mükemmelleştirilmiştir. Son yıllarda optik kablolara "kuru çekirdek" yapısı eklenmiştir. Bu tür kablo su geçirmez malzeme genellikle suyun kablo çekirdeğine uzunlamasına nüfuz etmesini önlemek için bant, iplik veya kaplamanın bir kombinasyonudur. Kuru çekirdekli fiber optik kabloların giderek daha fazla kabul görmesiyle, kuru çekirdekli fiber optik kablo malzemeleri hızla geleneksel vazelin bazlı kablo dolgu bileşiklerinin yerini almaktadır. Kuru çekirdek malzemesi, suyu hızla emerek hidrojel oluşturan ve bu hidrojel şişerek kablonun su geçirmez kanallarını dolduran bir polimer kullanır. Ayrıca, kuru çekirdek malzemesi yapışkan gres içermediğinden, kabloyu eklemeye hazırlamak için mendil, çözücü veya temizleyiciye gerek kalmaz ve kablo ekleme süresi büyük ölçüde kısalır. Kablonun hafifliği ve dış takviye ipliği ile kılıf arasındaki iyi yapışma özelliği azalmaz, bu da onu popüler bir tercih haline getirir.
2 Suyun kablo üzerindeki etkisi ve su direnci mekanizması
Çeşitli su engelleme önlemlerinin alınmasının temel nedeni, kabloya giren suyun hidrojen ve O H- iyonlarına ayrışarak optik fiberin iletim kaybını artırması, fiberin performansını düşürmesi ve kablonun ömrünü kısaltmasıdır. En yaygın su engelleme önlemleri arasında, su ve nemin dikey olarak yayılmasını önlemek için kablo çekirdeği ile kılıf arasındaki boşluğu dolduran vazelin dolgusu ve su engelleme bandı eklemek yer alır.
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" oluşumu, iletim performansı üzerindeki etkinin ana nedenidir. Yalıtım malzemesinin su ağaçlarından etkilenme mekanizması genellikle şu şekilde açıklanır: Güçlü elektrik alanı nedeniyle (başka bir hipotez, reçinenin kimyasal özelliklerinin hızlandırılmış elektronların çok zayıf deşarjı tarafından değiştirildiğidir), su molekülleri fiber optik kablonun kılıf malzemesinde bulunan farklı sayıdaki mikro gözeneklerden nüfuz eder. Su molekülleri, kablo kılıf malzemesindeki farklı sayıdaki mikro gözeneklerden nüfuz ederek "su ağaçları" oluşturur, kademeli olarak büyük miktarda su biriktirir ve kablonun uzunlamasına yönünde yayılarak kablonun performansını etkiler. 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 emilimini ve su bariyerinin genişlemesini engelleyen ve yavaşlatan bir tabaka ile sarılmış su ağaçları, kablonun içindeki suyun uzunlamasına yayılmasını engeller; aynı zamanda, dışarıdan gelen hasar ve suyun sızması nedeniyle, su bariyeri de suyu hızlı bir şekilde bloke edebilir, kablonun uzunlamasına yayılmasına değil.
3 Kablo su bariyerine genel bakış
3. 1 Fiber optik kablo su bariyerlerinin sınıflandırılması
Optik kablo su bariyerlerini sınıflandırmanın birçok yolu vardır ve 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 emici malzemeden (su bariyeri olarak adlandırılır) kaynaklanır. Bu malzeme, su bariyeri suyla karşılaştıktan sonra hızla şişerek 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. Bunlar hem doğal hem de kimyasal olarak modifiye edilmiş polisakkaritleri içerir.
Bu doğal veya yarı doğal su engelleyicilerin iyi özellikleri olmasına rağmen, iki ölümcül dezavantajları vardır:
1) Biyolojik olarak parçalanabilirler ve 2) Son derece yanıcıdırlar. Bu nedenle, fiber optik kablo malzemelerinde kullanılmaları pek olası değildir. Su geçirmezlikteki diğer sentetik malzeme türü, aşağıdaki gereksinimleri karşıladıkları için optik kablolarda su geçirmezlik olarak kullanılabilen poliakrilatlardır: 1) Kuru haldeyken, optik kabloların üretimi sırasında oluşan gerilimleri dengeleyebilirler;
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 da 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 stabil kalır.
Su iticilerin sentezi genel olarak geleneksel kimyasal yöntemler - ters faz yöntemi (yağ içinde su polimerizasyonu çapraz bağlama yöntemi), kendi çapraz bağlama polimerizasyon yöntemi - disk yöntemi ve ışınlama yöntemi - "kobalt 60" γ-ışını yöntemi olarak ayrılabilir. Çapraz bağlama yöntemi, "kobalt 60" γ-ışınlama yöntemine dayanır. 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 emme amacına ulaşmak için çok polimerli bir 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 ilk dakikada emilen suyun %75'ini emebilir; 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 kablolar için önemlidir); jel oluşumundan sonra su emme kararlılık gereksinimleri: 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 tek taraflı hız arayışındadır, katkı maddelerinin kullanımı hidrojel kararlılığına, su tutma kapasitesinin tahribatına katkıda bulunmaz, ancak su direnci etkisini elde etmeye yardımcı olmaz.
3. Su geçirmez bantların 3 özelliği Kablonun üretim, test, taşıma, depolama ve kullanım süreçlerinde çevresel testlere dayanması gerektiği gibi, optik kablonun kullanım açısından da kablo su geçirmez bantların gereksinimleri aşağıdaki gibidir:
1) Görünüm elyaf 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 uyumluluğu, oksidasyon direnci vb.
4 Optik kablo su bariyeri performans standartları
Çok sayıda araştırma sonucu, niteliksiz su geçirmezliğin kablo iletim performansının uzun vadeli istikrarına büyük zararlar vereceğini göstermektedir. Bu zarar, optik fiber kablonun üretim sürecinde ve fabrika muayenesinde tespit edilmesi zor olsa da, kullanımdan sonra kablo döşenmesi sürecinde kademeli olarak ortaya çıkacaktır. Bu nedenle, tüm tarafların kabul edebileceği bir değerlendirme temeli bulmak için kapsamlı ve doğru test standartlarının zamanında geliştirilmesi acil bir görev haline gelmiştir. Yazarın su geçirmez bantlar üzerindeki kapsamlı araştırma, inceleme ve deneyleri, su geçirmez bantlar 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, liflerin eşit dağılmış olması; yüzeyin düz ve kırışık, buruşuk ve yırtıklardan arınmış olması; bandın genişliğinde herhangi bir ayrılmanın olmaması; kompozit malzemenin delaminasyondan arınmış olması; bandın sıkıca sarılmış olması ve elde tutulan bandın kenarlarında “hasır şapka şekli” oluşmaması gerekmektedir.
4.2 Su tutucunun mekanik dayanıklılığı
Su tutucunun çekme dayanımı, polyester dokusuz bandın üretim yöntemine bağlıdır. Aynı niceliksel koşullar altında, viskon yöntemi, sıcak haddelenmiş üretim yönteminden daha iyi bir çekme dayanımına sahiptir ve kalınlığı da daha incedir. Su tutucu bandın çekme dayanımı, kablonun sarılma şekline veya kablonun etrafına sarılma şekline göre değişir.
Bu, test yönteminin cihaz, sıvı ve test prosedürüyle birleştirilmesi gereken iki su blokaj bandı için önemli bir göstergedir. Su blokaj bandındaki ana su blokaj malzemesi, su kalitesi gerekliliklerinin bileşimine ve doğasına duyarlı olan kısmen çapraz bağlı sodyum poliakrilat ve türevleridir. Su blokaj bandının şişme yüksekliği standardını birleştirmek için, deiyonize su kullanımı geçerli olacaktır (tahkimde damıtılmış su kullanılır), çünkü deiyonize suda anyonik ve katyonik bileşen yoktur ve bu da temelde saf sudur. Su emilim reçinesinin emilim çarpanı farklı su kalitelerinde büyük ölçüde değişir; saf suda emilim çarpanı nominal değerin %100'ü ise; 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, 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 varlığından önce, sözleşmeye göre kablonun yapısına göre özel şartlar aranır.
4.4 Isıl kararlılık Su geçirmez bantların çoğu çeşidi, ısıl kararlılık gereksinimlerini karşılayabilir: 90°C uzun süreli sıcaklık dayanımı, 160°C maksimum çalışma sıcaklığı, 230°C anlık sıcaklık dayanımı. Su geçirmez bantların performansı, bu sıcaklıklarda belirli bir süre sonra değişmemelidir.
Jel mukavemeti, şişen bir malzemenin en önemli özelliği olmalıdır; genleşme oranı ise yalnızca ilk su penetrasyon uzunluğunu (1 metreden az) sınırlamak için kullanılır. İyi bir genleşme malzemesi, doğru genleşme oranına ve yüksek viskoziteye sahip olmalıdır. Zayıf bir su bariyeri malzemesi, yüksek genleşme oranına ve düşük viskoziteye sahip olsa bile, zayıf su bariyeri özelliklerine sahip olacaktır. Bu, bir dizi termal döngüyle karşılaştırılarak test edilebilir. Hidrolitik koşullar altında jel, kalitesini bozacak düşük viskoziteli bir sıvıya dönüşecektir. Bu, şişme 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 viskozitesini 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, 8 saatlik 126 döngü gerektirir.
4. 5 Uyumluluk Su bariyerinin uyumluluğu, fiber optik kablonun ömrü açısından özellikle önemli bir özelliktir ve bu nedenle bugüne kadar kullanılan fiber optik kablo malzemeleriyle birlikte değerlendirilmelidir. Uyumluluğun ortaya çıkması uzun zaman aldığından, hızlandırılmış yaşlandırma testi kullanılmalıdır; yani kablo malzemesi numunesi temizlenir, kuru su geçirmez bantla sarılır ve 10 gün boyunca 100°C'de sabit sıcaklıktaki bir odada bekletilir ve ardından malzeme tartılır. Malzemenin çekme dayanımı ve uzaması, testten sonra %20'den fazla değişmemelidir.
Gönderi zamanı: 22 Temmuz 2022