1 Inleiding
Met de snelle ontwikkeling van de communicatietechnologie in de afgelopen tien jaar is het toepassingsgebied van glasvezelkabels uitgebreid. Naarmate de milieueisen voor glasvezelkabels blijven toenemen, nemen ook de eisen aan de kwaliteit van de gebruikte materialen toe. Waterwerende tape voor glasvezelkabels is een veelgebruikt waterwerend materiaal in de glasvezelkabelindustrie. De rol van afdichting, waterdichtheid, vocht- en bufferbescherming in glasvezelkabels wordt breed erkend en de variëteiten en prestaties ervan zijn continu verbeterd en geperfectioneerd met de ontwikkeling van glasvezelkabels. In de afgelopen jaren werd de "droge kern"-structuur geïntroduceerd in de optische kabel. Dit type waterbarrièremateriaal voor kabels is meestal een combinatie van tape, garen of coating om te voorkomen dat water longitudinaal in de kabelkern doordringt. Met de groeiende acceptatie van glasvezelkabels met een droge kern vervangen materialen voor glasvezelkabels met een droge kern in rap tempo de traditionele kabelvulmiddelen op basis van vaseline. Het droge kernmateriaal maakt gebruik van een polymeer dat snel water absorbeert en een hydrogel vormt, die opzwelt en de waterdoorlaatkanalen van de kabel vult. Bovendien bevat het droge kernmateriaal geen plakkerig vet, waardoor er geen doekjes, oplosmiddelen of reinigingsmiddelen nodig zijn om de kabel voor te bereiden op het splitsen. De tijd die nodig is voor het splitsen van de kabel wordt hierdoor aanzienlijk verkort. Het lichte gewicht van de kabel en de goede hechting tussen de buitenste versterkingsdraad en de mantel worden niet aangetast, waardoor het een populaire keuze is.
2 De impact van water op de kabel en het waterbestendigheidsmechanisme
De belangrijkste reden waarom verschillende waterafsluitende maatregelen moeten worden genomen, is dat water dat de kabel binnendringt, zal ontbinden in waterstof- en OH-ionen. Dit verhoogt het transmissieverlies van de glasvezel, vermindert de prestaties van de glasvezel en verkort de levensduur van de kabel. De meest voorkomende waterafsluitende maatregelen zijn het vullen met petroleumpasta en het aanbrengen van waterafsluitende tape. Deze tape wordt gebruikt om de opening tussen de kabelkern en -mantel op te vullen en te voorkomen dat water en vocht zich verticaal verspreiden, wat een rol speelt bij waterafsluiting.
Wanneer synthetische harsen in grote hoeveelheden worden gebruikt als isolatoren in glasvezelkabels (in de eerste plaats in kabels), zijn ook deze isolatiematerialen niet immuun voor waterinfiltratie. De vorming van "waterbomen" in het isolatiemateriaal is de belangrijkste reden voor de impact op de transmissieprestaties. Het mechanisme waarmee het isolatiemateriaal door waterbomen wordt beïnvloed, wordt meestal als volgt verklaard: door het sterke elektrische veld (een andere hypothese is dat de chemische eigenschappen van de hars veranderen door de zeer zwakke ontlading van versnelde elektronen) dringen watermoleculen door de verschillende aantallen microporiën in het mantelmateriaal van de glasvezelkabel. De watermoleculen dringen door de verschillende aantallen microporiën in het kabelmantelmateriaal en vormen "waterbomen", waarbij geleidelijk een grote hoeveelheid water wordt verzameld en zich in de lengterichting van de kabel verspreidt, wat de prestaties van de kabel beïnvloedt. Na jaren van internationaal onderzoek en testen, in het midden van de jaren 1980, om een manier te vinden om de beste manier om water bomen te produceren te elimineren, dat wil zeggen, vóór de kabel extrusie gewikkeld in een laag van waterabsorptie en uitzetting van de waterbarrière om de groei van water bomen te remmen en te vertragen, het blokkeren van water in de kabel binnen de longitudinale verspreiding; aan de andere kant, als gevolg van externe schade en infiltratie van water, kan de waterbarrière ook snel het water blokkeren, niet naar de longitudinale verspreiding van de kabel.
3 Overzicht van de kabelwaterkering
3.1 Classificatie van waterbarrières voor glasvezelkabels
Er zijn veel manieren om waterkeringen voor optische kabels te classificeren, die kunnen worden ingedeeld op basis van hun structuur, kwaliteit en dikte. Over het algemeen kunnen ze worden ingedeeld op basis van hun structuur: dubbelzijdig gelamineerde waterkering, enkelzijdig gecoate waterkering en composietfolie waterkering. De waterkering wordt voornamelijk veroorzaakt door het hoge waterabsorptievermogen van het materiaal (de zogenaamde waterkering). Dit materiaal kan snel zwellen nadat de waterkering in contact is gekomen met water, waardoor een grote hoeveelheid gel ontstaat (de waterkering kan honderden keren meer water absorberen dan de waterkering zelf). Dit voorkomt de groei van de waterboom en de voortdurende infiltratie en verspreiding van water. Deze omvatten zowel natuurlijke als chemisch gemodificeerde polysachariden.
Hoewel deze natuurlijke of semi-natuurlijke waterblokkers goede eigenschappen hebben, hebben ze twee fatale nadelen:
1) Ze zijn biologisch afbreekbaar en 2) licht ontvlambaar. Hierdoor is het onwaarschijnlijk dat ze worden gebruikt in glasvezelkabels. Het andere type synthetisch materiaal dat als waterafstotende laag wordt gebruikt, zijn polyacrylaten. Deze kunnen worden gebruikt als waterafstotende laag voor optische kabels, omdat ze aan de volgende eisen voldoen: 1) wanneer ze droog zijn, kunnen ze de spanningen die ontstaan tijdens de productie van optische kabels, tegengaan;
2) Als ze droog zijn, kunnen ze de bedrijfsomstandigheden van optische kabels (thermische schommelingen van kamertemperatuur tot 90 °C) weerstaan zonder de levensduur van de kabel te beïnvloeden. Ook kunnen ze gedurende korte perioden hoge temperaturen weerstaan.
3) Wanneer er water in komt, kunnen ze snel opzwellen en een gel vormen met een expansiesnelheid.
4) Produceren een zeer viskeuze gel. Zelfs bij hoge temperaturen blijft de viscositeit van de gel lange tijd stabiel.
De synthese van waterafstotende middelen kan grofweg worden onderverdeeld in traditionele chemische methoden – de omgekeerde-fasemethode (water-in-olie polymerisatie crosslinkingmethode), hun eigen crosslinking polymerisatiemethode – schijfmethode, bestralingsmethode – "kobalt 60" γ-stralingsmethode. De crosslinkingmethode is gebaseerd op de "kobalt 60" γ-stralingsmethode. De verschillende synthesemethoden hebben verschillende polymerisatie- en crosslinkinggraden en stellen daarom zeer strenge eisen aan het waterblokkerende middel dat nodig is in waterblokkerende tapes. Slechts zeer weinig polyacrylaten kunnen aan de bovenstaande vier eisen voldoen. Uit praktijkervaring blijkt dat waterblokkerende middelen (waterabsorberende harsen) niet als grondstof kunnen worden gebruikt voor één enkel deel van het vernette natriumpolyacrylaat, maar moeten worden gebruikt in een multipolymeer crosslinkingmethode (d.w.z. een verscheidenheid aan delen van het vernette natriumpolyacrylaatmengsel) om het doel van snelle en hoge waterabsorptie te bereiken. De basisvereisten zijn: de waterabsorptie kan ongeveer 400 keer bereiken, de waterabsorptiesnelheid kan de eerste minuut bereiken om 75% van het door de waterbestendige stof geabsorbeerde water te absorberen; waterbestendige droging thermische stabiliteitseisen: langdurige temperatuurbestendigheid van 90 ° C, de maximale werktemperatuur van 160 ° C, onmiddellijke temperatuurbestendigheid van 230 ° C (vooral belangrijk voor foto-elektrische composietkabel met elektrische signalen); waterabsorptie na de vorming van gel stabiliteitseisen: na verschillende thermische cycli (20 ° C ~ 95 ° C) De stabiliteit van de gel na waterabsorptie vereist: gel met een hoge viscositeit en gelsterkte na verschillende thermische cycli (20 ° C tot 95 ° C). De stabiliteit van de gel varieert aanzienlijk, afhankelijk van de synthesemethode en de door de fabrikant gebruikte materialen. Tegelijkertijd, niet hoe sneller de expansiesnelheid, hoe beter, sommige producten streven eenzijdig naar snelheid, het gebruik van additieven is niet bevorderlijk voor de hydrogelstabiliteit, de vernietiging van het waterretentievermogen, maar niet om het effect van waterbestendigheid te bereiken.
3. 3 kenmerken van de waterafstotende tape Aangezien de kabel tijdens de productie, het testen, het transport, de opslag en het gebruik het proces doorstaat om de milieutest te doorstaan, zijn de vereisten voor waterafstotende tape voor de kabel vanuit het perspectief van het gebruik van optische kabels als volgt:
1) uiterlijk vezelverdeling, composietmaterialen zonder delaminatie en poeder, met een bepaalde mechanische sterkte, geschikt voor de behoeften van de kabel;
2) uniforme, herhaalbare, stabiele kwaliteit, bij de vorming van de kabel zal niet worden gedelamineerd en zal
3) hoge expansiedruk, snelle expansiesnelheid, goede gelstabiliteit;
4) goede thermische stabiliteit, geschikt voor verschillende vervolgverwerkingen;
5) hoge chemische stabiliteit, bevat geen corrosieve componenten, is bestand tegen bacteriën en schimmelerosie;
6) goede compatibiliteit met andere materialen van optische kabels, oxidatiebestendigheid, enz.
4 Prestatienormen voor waterbarrières voor optische kabels
Een groot aantal onderzoeksresultaten toont aan dat ongekwalificeerde waterbestendigheid de stabiliteit van de kabeltransmissieprestaties op lange termijn ernstig kan aantasten. Deze schade is moeilijk te ontdekken tijdens het productieproces en tijdens de fabrieksinspectie van glasvezelkabels, maar zal geleidelijk aan zichtbaar worden tijdens het leggen van de kabel na gebruik. Daarom is de tijdige ontwikkeling van uitgebreide en nauwkeurige testnormen, om een basis te vinden voor de evaluatie die door alle partijen geaccepteerd kan worden, een urgente taak geworden. Het uitgebreide onderzoek, de verkenning en de experimenten van de auteur met waterkerende banden hebben een adequate technische basis gelegd voor de ontwikkeling van technische normen voor waterkerende banden. Bepaal de prestatieparameters van de waterkerende waarde op basis van het volgende:
1) de eisen van de optische kabelnorm voor de waterstop (vooral de eisen aan het optische kabelmateriaal in de optische kabelnorm);
2) ervaring in de vervaardiging en het gebruik van waterkeringen en relevante testrapporten;
3) Onderzoeksresultaten over de invloed van de eigenschappen van waterafstotende tapes op de prestaties van optische glasvezelkabels.
4. 1 Uiterlijk
Het uiterlijk van de waterkerende tape moet bestaan uit gelijkmatig verdeelde vezels. Het oppervlak moet vlak zijn en vrij van rimpels, vouwen en scheuren. Er mogen geen scheuren in de breedte van de tape zitten. Het composietmateriaal moet vrij zijn van delaminatie. De tape moet strak zijn opgerold en de randen van de handgedragen tape mogen niet de "strohoedvorm" hebben.
4.2 Mechanische sterkte van de waterstop
De treksterkte van de waterkering hangt af van de productiemethode van de polyester non-woven tape. Onder dezelfde kwantitatieve omstandigheden is de treksterkte van de viscosemethode beter dan die van de warmgewalste methode, en is de dikte ook dunner. De treksterkte van de waterkering varieert afhankelijk van de manier waarop de kabel is gewikkeld of eromheen is gewikkeld.
Dit is een belangrijke indicator voor twee van de waterafsluitende banden, waarvoor de testmethode moet worden geünificeerd met het apparaat, de vloeistof en de testprocedure. Het belangrijkste waterafsluitende materiaal in de waterafsluitende tape is gedeeltelijk vernet natriumpolyacrylaat en derivaten daarvan, die gevoelig zijn voor de samenstelling en aard van de waterkwaliteitseisen. Om de standaard voor de zwellingshoogte van de waterafsluitende tape te uniformeren, moet gedeïoniseerd water de voorkeur krijgen (gedestilleerd water wordt gebruikt bij arbitrage), omdat gedeïoniseerd water geen anionische of kationische componenten bevat, wat in principe zuiver water is. De absorptiefactor van waterabsorptiehars varieert sterk in verschillende waterkwaliteiten. De absorptiefactor in zuiver water is 100% van de nominale waarde; in kraanwater is deze 40% tot 60% (afhankelijk van de waterkwaliteit van de locatie); in zeewater is deze 12%; grondwater of gootwater is complexer; het is moeilijk om het absorptiepercentage te bepalen en de waarde ervan zal zeer laag zijn. Om de waterkerende werking en de levensduur van de kabel te garanderen, kunt u het beste een waterkerende tape gebruiken met een zwellingshoogte van > 10 mm.
4.3Elektrische eigenschappen
Over het algemeen bevat de optische kabel niet de transmissie van elektrische signalen van de metaaldraad, dus gebruik geen halfgeleidende weerstandswatertape, alleen 33 Wang Qiang, enz.: optische kabel waterbestendige tape
Elektrische samengestelde kabel vóór de aanwezigheid van elektrische signalen, specifieke vereisten volgens de structuur van de kabel door het contract.
4.4 Thermische stabiliteit De meeste soorten waterafstotende tapes voldoen aan de eisen voor thermische stabiliteit: langdurige temperatuurbestendigheid van 90 °C, maximale werktemperatuur van 160 °C, directe temperatuurbestendigheid van 230 °C. De prestaties van de waterafstotende tape mogen bij deze temperaturen na een bepaalde tijd niet veranderen.
De gelsterkte zou de belangrijkste eigenschap van een intumescerend materiaal moeten zijn, terwijl de uitzettingssnelheid alleen wordt gebruikt om de lengte van de initiële waterpenetratie (minder dan 1 m) te beperken. Een goed uitzettingsmateriaal zou de juiste uitzettingssnelheid en een hoge viscositeit moeten hebben. Een slecht waterkerend materiaal, zelfs met een hoge uitzettingssnelheid en lage viscositeit, zal slechte waterkerende eigenschappen hebben. Dit kan worden getest door een aantal thermische cycli te vergelijken. Onder hydrolytische omstandigheden zal de gel uiteenvallen tot een vloeistof met een lage viscositeit, waardoor de kwaliteit ervan zal verslechteren. Dit wordt bereikt door een zuivere watersuspensie met zwellend poeder gedurende 2 uur te roeren. De resulterende gel wordt vervolgens gescheiden van het overtollige water en in een roterende viscosimeter geplaatst om de viscositeit voor en na 24 uur bij 95 °C te meten. Het verschil in gelstabiliteit is zichtbaar. Dit wordt meestal gedaan in cycli van 8 uur van 20 °C tot 95 °C en 8 uur van 95 °C tot 20 °C. De relevante Duitse normen vereisen 126 cycli van 8 uur.
4.5 Compatibiliteit De compatibiliteit van de waterkering is een bijzonder belangrijke eigenschap met betrekking tot de levensduur van de glasvezelkabel en moet daarom worden bekeken in relatie tot de tot nu toe gebruikte glasvezelkabelmaterialen. Omdat compatibiliteit pas na lange tijd zichtbaar wordt, moet de versnelde verouderingstest worden gebruikt. Dit houdt in dat het monster van het kabelmateriaal wordt schoongeveegd, omwikkeld met een laag droge waterafstotende tape en gedurende 10 dagen in een kamer met een constante temperatuur van 100 °C wordt bewaard, waarna de kwaliteit wordt gewogen. De treksterkte en rek van het materiaal mogen na de test niet meer dan 20% veranderen.
Plaatsingstijd: 22-07-2022