In de structuur van glasvezelkabels is de vulmassa een laag die gemakkelijk over het hoofd wordt gezien, maar die van cruciaal belang is. Deze laag draagt niet direct bij aan de optische signaaloverdracht en is ook niet zo zichtbaar als de buitenmantel, maar heeft wel een directe invloed op de betrouwbaarheid en transmissiestabiliteit van de kabel op de lange termijn. Daardoor is het een essentieel functioneel materiaal voor een langdurige werking van de kabel.
I. Wat is vulmiddel en waarom is het een "noodzaak" voor glasvezelkabels?
De vulmassa voor glasvezelkabels is geen gewoon 'vet' of 'vaseline', maar een semi-transparant, pasta-achtig functioneel materiaal dat bestaat uit basisoliën, verdikkingsmiddelen, waterafstotende componenten, antioxidanten en andere materialen. De kern van een optische vezel is een extreem fijne kwartsglazen streng, die drie kritische gevoeligheden kent: gevoeligheid voor water, vocht en mechanische spanning. Zodra vocht het oppervlak van de optische vezel binnendringt, kan dit microscheurtjes veroorzaken en leiden tot een verhoogde signaalverzwakking, wat op de lange termijn mogelijk vezeluitval tot gevolg heeft. Daarnaast bevat de kabelstructuur talloze microholtes, bijvoorbeeld tussen losse buizen, in de kernopeningen en rondom verstevigingselementen, die migratiepaden kunnen vormen voor water en vocht.
De kernfuncties van de vulmassa komen tot uiting in twee aspecten. Ten eerste, waterafstoting en vochtbestendigheid: de massa vult de interne holtes van de kabel volledig op en vormt een continue hydrofobe barrière die effectief voorkomt dat water in de lengterichting migreert, waardoor de structurele stabiliteit van de optische vezel fundamenteel wordt beschermd. Ten tweede, mechanische buffering: in de losse buis omhult de massa de optische vezel en vormt een flexibele ondersteuningslaag. Wanneer de kabel wordt blootgesteld aan externe krachten zoals buigen, trekken of trillingen, verdeelt deze laag de spanning effectief en vermindert het risico op microbuigingsverlies, waardoor een stabiele signaaloverdracht wordt gewaarborgd.
II. Vezelgel versus kabelgel: verschillende rollen en bijbehorende verantwoordelijkheden
In de glasvezelkabelindustrie worden vulstoffen hoofdzakelijk in twee categorieën verdeeld:VezelgelEnKabelgeleiEr bestaan aanzienlijke verschillen in hun toepassingsposities en prestatie-eisen.
Fiber Gel is een functioneel materiaal dat rechtstreeks in contact komt met de optische vezel. Het vult voornamelijk de binnenkant van losse buizen of ruggengraatstructuren en zorgt voor langdurig direct contact met de vezel. Daarom zijn de prestatie-eisen extreem streng: het moet een zeer hoge zuiverheid hebben zonder mechanische onzuiverheden; goede lage-spanningseigenschappen die geen microbuigingseffecten op de vezel veroorzaken; een lage of bijna neutrale zuurwaarde om langdurige chemische impact op de vezelcoating te voorkomen; en een kritische controle van de waterstofontwikkeling, aangezien waterstof OH-absorptieverlies in de optische vezel kan veroorzaken, wat leidt tot verhoogde signaalverzwakking in de 1,38 μm-band. Wat de basisolie betreft, gebruikt Fiber Gel meestal zeer zuivere gehydrogeneerde minerale oliën of synthetische basisoliesystemen. De voordelen hiervan zijn een stabiele moleculaire structuur en een hoge consistentie tussen batches, waardoor ze beter geschikt zijn voor zeer betrouwbare kabeltoepassingen.
Cable Jelly wordt voornamelijk gebruikt voor het opvullen van kernopeningen, holtes in de strengstructuur of de buitenste laag van de kabel. Het komt niet in direct contact met de optische vezel en de belangrijkste functies zijn algehele waterdichtheid en structurele vulling. Daarom zijn de eisen aan reinheid en optische kwaliteit relatief lager, maar moet het wel een goede waterdichtheid en langdurige stabiliteit bieden. Basisoliesystemen maken meestal gebruik van naftenische of intermediaire gehydrogeneerde minerale oliesystemen, waardoor een evenwicht tussen kosten en prestaties wordt bereikt en ze beter geschikt zijn voor de bescherming van de buitenste laag.
Vanuit het perspectief van materiaalsystemen kunnen vulmiddelen ook worden onderverdeeld in drie typen: minerale olie, synthetische olie en siliconenolie. Minerale olie is zeer kosteneffectief en wordt het meest gebruikt. Synthetische olie is doorgaans gebaseerd op PAO (polyalfaolefine) als basisolie en biedt uitstekende prestaties bij hoge en lage temperaturen, evenals oxidatiestabiliteit. Siliconenolie is geschikt voor extreme temperaturen en behoudt stabiele prestaties over een temperatuurbereik van -70 °C tot 200 °C, maar is duurder en niet compatibel met minerale oliesystemen.
III. Veelvoorkomende problemen en tegenmaatregelen in de praktijk
Tijdens de productie, installatie en langdurige werking van glasvezelkabels kunnen zich diverse prestatieproblemen voordoen met de vulstoffen.
Oliescheiding manifesteert zich doorgaans als het scheiden van de basisolie van het samengestelde systeem, wat leidt tot een ongelijkmatige verdeling van het samengestelde systeem. Dit veroorzaakt op zijn beurt een ongelijkmatige spanning op de optische vezel en een verhoogd microbuigingsverlies. De hoofdoorzaak ligt meestal in het ontwerp van het verdikkingssysteem of de beheersing van het dispersieproces.
Verharding bij lage temperaturen is duidelijker merkbaar in koude gebieden. Conventionele minerale oliesystemen vertonen een afname van de visco-elasticiteit bij lage temperaturen, waardoor ze geen effectieve bufferende bescherming meer bieden. Dit kan leiden tot direct contact tussen de optische vezel en de buiswand. Dit kan worden geoptimaliseerd door te kiezen voor synthetische olie- of siliconenoliesystemen.
Compatibiliteitsproblemen manifesteren zich voornamelijk als fysieke of chemische incompatibiliteit tussen de verbinding en materialen zoals losse PBT-buizen, vezelcoatings en waterdichtingsmaterialen. Dit kan leiden tot zwelling van het materiaal of prestatievermindering op de lange termijn. Daarom moeten in de praktijk strenge compatibiliteitstests worden uitgevoerd.
Problemen met waterstofontwikkeling ontstaan voornamelijk door onstabiele componenten in het samengestelde systeem, die tijdens langdurig gebruik langzaam waterstof kunnen vrijgeven, wat leidt tot een verhoogde extra demping van de optische vezel. Daarom is strikte controle van de zuiverheid van de grondstoffen en de luchtvochtigheid in de productieomgeving noodzakelijk.
Problemen tijdens het vulproces houden verband met de thixotrope eigenschappen van de compound en de parameters voor de besturing van de apparatuur, zoals vulsnelheid, temperatuurregeling en ongelijkmatige drukverdeling. Al deze factoren kunnen de uniformiteit van de compoundverdeling in de losse buis beïnvloeden en daardoor de algehele prestaties van de kabel beïnvloeden.
Conclusie
Hoewel de vulmassa geen prominente rol speelt in de kabelstructuur, is het een essentieel functioneel materiaal dat de betrouwbaarheid en transmissieprestaties van glasvezelkabels op de lange termijn beïnvloedt. Het speelt een onvervangbare rol in waterdichtheid, vochtbestendigheid, buffering en structurele stabiliteit. Naarmate glasvezelcommunicatienetwerken zich verder ontwikkelen richting hogere snelheden, grotere capaciteiten en een langere levensduur, nemen ook de prestatie-eisen en de eisen aan de procesbeheersing voor kabelvulmassa's gestaag toe.
Geplaatst op: 29 april 2026