De mantel of buitenmantel is de buitenste beschermlaag in de optische kabelstructuur en is hoofdzakelijk gemaakt van PE-mantelmateriaal en PVC-mantelmateriaal. Bij speciale gelegenheden worden halogeenvrij, vlamvertragend mantelmateriaal en elektrisch traceerbestendig mantelmateriaal gebruikt.
1. PE-mantelmateriaal
PE is de afkorting van polyethyleen, een polymeerverbinding die gevormd wordt door de polymerisatie van ethyleen. Het zwarte polyethyleenmantelmateriaal wordt gemaakt door polyethyleenhars gelijkmatig te mengen en te granuleren met stabilisator, roet, antioxidant en weekmaker in een bepaalde verhouding. Polyethyleenmantelmaterialen voor optische kabelmantels kunnen worden onderverdeeld in lagedichtheidspolyethyleen (LDPE), lineair lagedichtheidspolyethyleen (LLDPE), polyethyleen met gemiddelde dichtheid (MDPE) en hogedichtheidspolyethyleen (HDPE), afhankelijk van hun dichtheid. Door hun verschillende dichtheden en moleculaire structuren hebben ze verschillende eigenschappen. Lagedichtheidspolyethyleen, ook wel hogedrukpolyethyleen genoemd, wordt gevormd door copolymerisatie van ethyleen onder hoge druk (boven 1500 atmosfeer) bij 200-300 °C met zuurstof als katalysator. De moleculaire keten van lagedichtheidspolyethyleen bevat daarom meerdere vertakkingen van verschillende lengtes, met een hoge mate van ketenvertakking, onregelmatige structuur, lage kristalliniteit en goede flexibiliteit en rek. Hogedichtheidspolyethyleen, ook bekend als lagedrukpolyethyleen, wordt gevormd door polymerisatie van ethyleen bij lage druk (1-5 atmosfeer) en 60-80 °C met aluminium- en titaniumkatalysatoren. Door de smalle molecuulgewichtsverdeling van hogedichtheidspolyethyleen en de geordende rangschikking van de moleculen heeft het goede mechanische eigenschappen, een goede chemische bestendigheid en een breed temperatuurbereik. Omhulselmateriaal van middelhogedichtheidspolyethyleen wordt gemaakt door hogedichtheidspolyethyleen en lagedichtheidspolyethyleen in een geschikte verhouding te mengen, of door polymerisatie van ethyleenmonomeer en propyleen (of het tweede monomeer van 1-buteen). Daarom liggen de prestaties van polyethyleen met gemiddelde dichtheid tussen die van polyethyleen met hoge dichtheid en polyethyleen met lage dichtheid, en heeft het zowel de flexibiliteit van polyethyleen met lage dichtheid als de uitstekende slijtvastheid en treksterkte van polyethyleen met hoge dichtheid. Lineair polyethyleen met lage dichtheid wordt gepolymeriseerd door middel van een lagedrukgasfase- of oplossingsmethode met ethyleenmonomeer en 2-olefine. De vertakkingsgraad van lineair polyethyleen met lage dichtheid ligt tussen lage en hoge dichtheid, waardoor het een uitstekende weerstand tegen omgevingsspanningsscheuren heeft. Weerstand tegen omgevingsspanningsscheuren is een uiterst belangrijke indicator voor het identificeren van de kwaliteit van PE-materialen. Het verwijst naar het fenomeen dat het materiaal dat als proefstuk wordt blootgesteld aan buigspanningsscheuren in de omgeving van oppervlakteactieve stoffen. Factoren die spanningsscheuren van het materiaal beïnvloeden, zijn onder andere: molecuulgewicht, molecuulgewichtsverdeling, kristalliniteit en microstructuur van de moleculaire keten. Hoe hoger het molecuulgewicht, hoe smaller de molecuulgewichtsverdeling, hoe meer verbindingen er tussen de wafers zijn, hoe beter de weerstand tegen omgevingsspanningsscheuren van het materiaal en hoe langer de levensduur van het materiaal; Tegelijkertijd beïnvloedt de kristallisatie van het materiaal deze indicator ook. Hoe lager de kristalliniteit, hoe beter de weerstand van het materiaal tegen omgevingsspanningsscheuren. De treksterkte en breukrek van PE-materialen zijn een andere indicator om de prestaties van het materiaal te meten en kunnen ook het eindpunt van het gebruik van het materiaal voorspellen. Het koolstofgehalte in PE-materialen is effectief bestand tegen erosie door ultraviolette straling op het materiaal, en antioxidanten kunnen de antioxiderende eigenschappen van het materiaal effectief verbeteren.
2. PVC-mantelmateriaal
Vlamvertragend PVC bevat chlooratomen, die in de vlam zullen branden. Bij verbranding zal het ontbinden en een grote hoeveelheid corrosief en giftig HCL-gas vrijgeven, wat secundaire schade zal veroorzaken. Het zal echter vanzelf doven zodra het de vlam verlaat, waardoor het de eigenschap heeft dat het de vlam niet verspreidt. Tegelijkertijd is PVC-mantelmateriaal zeer flexibel en rekbaar en wordt het veel gebruikt in optische kabels voor binnen.
3. Halogeenvrij vlamvertragend mantelmateriaal
Omdat polyvinylchloride bij verbranding giftige gassen produceert, heeft men een rookarm, halogeenvrij, niet-giftig en schoon vlamvertragend mantelmateriaal ontwikkeld. Dit gebeurt door anorganische vlamvertragers Al(OH)3 en Mg(OH)2 toe te voegen aan gewone mantelmaterialen. Deze stoffen geven bij contact met vuur kristalwater af en absorberen veel warmte, waardoor de temperatuur van het mantelmateriaal niet stijgt en verbranding wordt voorkomen. Doordat anorganische vlamvertragers worden toegevoegd aan halogeenvrije vlamvertragende mantelmaterialen, neemt de geleidbaarheid van polymeren toe. Tegelijkertijd zijn harsen en anorganische vlamvertragers volledig verschillende tweefasenmaterialen. Tijdens de verwerking is het noodzakelijk om lokaal een ongelijkmatige menging van vlamvertragers te voorkomen. Anorganische vlamvertragers moeten in de juiste hoeveelheden worden toegevoegd. Als de verhouding te groot is, zullen de mechanische sterkte en breukrek van het materiaal sterk afnemen. De indicatoren voor het beoordelen van de vlamvertragende eigenschappen van halogeenvrije vlamvertragers zijn de zuurstofindex en de rookconcentratie. De zuurstofindex is de minimale zuurstofconcentratie die het materiaal nodig heeft om een evenwichtige verbranding te behouden in een gasmengsel van zuurstof en stikstof. Hoe hoger de zuurstofindex, hoe beter de brandvertragende eigenschappen van het materiaal. De rookconcentratie wordt berekend door de transmissie te meten van de parallelle lichtbundel die door de rook gaat, gegenereerd door de verbranding van het materiaal in een bepaalde ruimte en met een bepaalde optische padlengte. Hoe lager de rookconcentratie, hoe lager de rookemissie en hoe beter de materiaalprestaties.
4. Elektrisch markeringsbestendig mantelmateriaal
Er worden steeds meer zelfdragende optische kabels (ADSS) voor alle media in dezelfde toren gelegd met hoogspanningsleidingen in het elektriciteitsnetwerk. Om de invloed van een hoogspanningsinductieveld op de kabelmantel te compenseren, is een nieuw mantelmateriaal ontwikkeld en geproduceerd dat bestand is tegen elektrische schokken. Het mantelmateriaal wordt streng gecontroleerd op het gehalte aan roet, de grootte en de verdeling van roetdeeltjes en speciale additieven worden toegevoegd om het mantelmateriaal uitstekende bestand te maken tegen elektrische schokken.
Plaatsingstijd: 26-08-2024