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 stijgen, stijgen ook de eisen aan de kwaliteit van de materialen die in glasvezelkabels worden gebruikt. Waterblokkerende tape voor glasvezelkabels is een veelgebruikt waterblokkerend materiaal dat wordt gebruikt in de glasvezelkabelindustrie. De rol van afdichting, waterdichting, vocht- en bufferbescherming in glasvezelkabels is algemeen erkend en de variëteiten en prestaties ervan zijn voortdurend verbeterd. verbeterd en geperfectioneerd met de ontwikkeling van glasvezelkabel. De afgelopen jaren werd de ‘droge kern’-structuur in de optische kabel geïntroduceerd. Dit type kabelwaterbarrièremateriaal is meestal een combinatie van tape, garen of coating om te voorkomen dat water longitudinaal in de kabelkern dringt. Met de groeiende acceptatie van droge kern glasvezelkabels vervangen droge kern glasvezelkabelmaterialen snel de traditionele op vaseline gebaseerde kabelvulverbindingen. Het droge kernmateriaal maakt gebruik van een polymeer dat snel water absorbeert om een hydrogel te vormen, die opzwelt en de waterpenetratiekanalen van de kabel vult. Omdat het droge kernmateriaal geen kleverig vet bevat, zijn er bovendien geen doekjes, oplosmiddelen of reinigingsmiddelen nodig om de kabel voor te bereiden op het splitsen, en wordt de kabellastijd aanzienlijk verkort. Het lichte gewicht van de kabel en de goede hechting tussen het buitenste verstevigingsgaren en de mantel worden niet verminderd, waardoor het een populaire keuze is.
2 De impact van water op de kabel en het waterbestendigheidsmechanisme
De belangrijkste reden waarom er verschillende waterblokkerende maatregelen moeten worden genomen, is dat water dat de kabel binnendringt, zal ontbinden in waterstof en O H-ionen, wat het transmissieverlies van de optische vezel zal vergroten, de prestaties van de vezel zal verminderen en de levensduur zal verkorten. levensduur van de kabel. De meest voorkomende waterblokkerende maatregelen zijn het vullen met petroleumpasta en het toevoegen van waterblokkerende tape, die de opening tussen de kabelkern en de mantel opvullen om te voorkomen dat water en vocht zich verticaal verspreiden en zo een rol spelen bij het blokkeren van water.
Wanneer kunstharsen in grote hoeveelheden worden gebruikt als isolatoren in glasvezelkabels (in de eerste plaats in kabels), zijn deze isolatiematerialen ook niet immuun voor het binnendringen van water. 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 worden veranderd door de zeer zwakke ontlading van versnelde elektronen), dringen watermoleculen binnen door de verschillende aantallen microporiën die aanwezig zijn in het omhulselmateriaal van de glasvezelkabel. De watermoleculen dringen door het verschillende aantal microporiën in het kabelmantelmateriaal heen, vormen ‘waterbomen’, verzamelen geleidelijk een grote hoeveelheid water en verspreiden zich in de lengterichting van de kabel, wat de prestaties van de kabel beïnvloedt. Na jaren van internationaal onderzoek en testen, halverwege de jaren tachtig, om een manier te vinden om de beste manier om waterbomen te produceren te elimineren, dat wil zeggen voordat de kabelextrusie werd gewikkeld in een laag waterabsorptie en uitzetting van de waterbarrière om te voorkomen en vertraag de groei van waterbomen, waardoor water in de kabel binnen de longitudinale spreiding wordt geblokkeerd; Tegelijkertijd kan de waterkering, als gevolg van externe schade en infiltratie van water, het water ook snel blokkeren, niet de longitudinale verspreiding van de kabel.
3 Overzicht van de kabelwaterkering
3. 1 Classificatie van waterkeringen via glasvezelkabels
Er zijn veel manieren om optische kabelwaterkeringen te classificeren, die kunnen worden geclassificeerd op basis van hun structuur, kwaliteit en dikte. Over het algemeen kunnen ze worden geclassificeerd op basis van hun structuur: dubbelzijdig gelamineerde waterstop, enkelzijdig gecoate waterstop en composietfilm-waterstop. De waterbarrièrefunctie van de waterbarrière is voornamelijk te danken aan het materiaal met een hoge waterabsorptie (waterbarrière genoemd), dat snel kan opzwellen nadat de waterbarrière water tegenkomt, waardoor een groot volume gel wordt gevormd (de waterbarrière kan honderden keren meer absorberen). water dan zichzelf), waardoor de groei van de waterboom wordt voorkomen en de voortdurende infiltratie en verspreiding van water wordt voorkomen. 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) ze zijn licht ontvlambaar. Dit maakt het onwaarschijnlijk dat ze worden gebruikt in glasvezelkabelmaterialen. Het andere type synthetisch materiaal in de waterbestendige materialen wordt gevormd door polyacrylaten, die gebruikt kunnen worden als waterafstotende materialen voor optische kabels, omdat ze aan de volgende eisen voldoen: 1) wanneer ze droog zijn, kunnen ze de spanningen tegengaan die ontstaan tijdens de vervaardiging van optische kabels;
2) als ze droog zijn, zijn ze bestand tegen de bedrijfsomstandigheden van optische kabels (thermische cycli van kamertemperatuur tot 90 °C) zonder de levensduur van de kabel te beïnvloeden, en zijn ze ook bestand tegen hoge temperaturen gedurende korte perioden;
3) wanneer er water binnendringt, kunnen ze snel opzwellen en een gel vormen met een snelle uitzetting.
4) een zeer viskeuze gel produceren, zelfs bij hoge temperaturen is de viscositeit van de gel lange tijd stabiel.
De synthese van waterafstotende middelen kan grofweg worden onderverdeeld in traditionele chemische methoden – omgekeerde-fasemethode (water-in-olie polymerisatie vernettingsmethode), hun eigen verknopingspolymerisatiemethode – schijfmethode, bestralingsmethode – “kobalt 60” γ -ray-methode. De verknopingsmethode is gebaseerd op de “kobalt 60” γ-stralingsmethode. De verschillende synthesemethoden hebben verschillende polymerisatie- en vernettingsgraden en daarom zeer strenge eisen aan het waterblokkerende middel dat nodig is in waterblokkerende tapes. Slechts heel weinig polyacrylaten kunnen aan de bovengenoemde vier eisen voldoen. Uit praktijkervaring blijkt dat waterblokkers (waterabsorberende harsen) niet als grondstof voor een enkel deel van het verknoopte natriumpolyacrylaat kunnen worden gebruikt. multi-polymeer verknopingsmethode (dwz een verscheidenheid aan delen van het verknoopte natriumpolyacrylaatmengsel) om het doel van snelle en hoge waterabsorptieveelvouden te bereiken. De basisvereisten zijn: het waterabsorptieveelvoud kan ongeveer 400 keer bereiken, de waterabsorptiesnelheid kan de eerste minuut bereiken om 75% van het water te absorberen dat door de waterafstotende laag wordt geabsorbeerd; waterbestendig drogen thermische stabiliteitsvereisten: langdurige temperatuurbestendigheid van 90°C, de maximale werktemperatuur van 160°C, onmiddellijke temperatuurbestendigheid van 230°C (vooral belangrijk voor foto-elektrische composietkabels met elektrische signalen); waterabsorptie na de vorming van gel stabiliteitsvereisten: na verschillende thermische cycli (20°C ~ 95°C) De stabiliteit van de gel na waterabsorptie vereist: hoge viscositeit gel 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 eenzijdig streven naar snelheid, het gebruik van additieven is niet bevorderlijk voor de stabiliteit van de hydrogel, de vernietiging van het waterretentievermogen, maar niet om het effect te bereiken van waterbestendigheid.
3. 3 kenmerken van de waterblokkerende tape Omdat de kabel bij de productie, het testen, het transport, de opslag en het gebruik van het proces de milieutest doorstaat, dus vanuit het perspectief van het gebruik van optische kabel, de kabel waterblokkerende tape vereisten zijn 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 geproduceerd
3) hoge expansiedruk, snelle expansiesnelheid, goede gelstabiliteit;
4) goede thermische stabiliteit, geschikt voor diverse daaropvolgende verwerkingen;
5) hoge chemische stabiliteit, bevat geen corrosieve componenten, bestand tegen bacteriën en schimmelerosie;
6) goede compatibiliteit met andere materialen van optische kabel, weerstand tegen oxidatie, enz.
4 Prestatienormen voor waterbarrière voor optische kabels
Een groot aantal onderzoeksresultaten tonen aan dat ongekwalificeerde waterbestendigheid voor de stabiliteit van de kabeltransmissieprestaties op de lange termijn grote schade zal veroorzaken. Deze schade is tijdens het productieproces en de fabrieksinspectie van glasvezelkabel moeilijk te ontdekken, maar zal geleidelijk aan optreden 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 alle partijen kunnen accepteren, een dringende taak geworden. Het uitgebreide onderzoek, de verkenning en de experimenten van de auteur met watersluitende banden hebben een adequate technische basis opgeleverd voor de ontwikkeling van technische normen voor watersluitende banden. Bepaal de prestatieparameters van de waterkeringwaarde op basis van het volgende:
1) de eisen van de optische kabelstandaard voor de waterstop (voornamelijk de eisen van het optische kabelmateriaal in de optische kabelstandaard);
2) ervaring met de vervaardiging en het gebruik van waterkeringen en relevante testrapporten;
3) onderzoeksresultaten naar de invloed van de eigenschappen van waterblokkerende tapes op de prestaties van glasvezelkabels.
4. 1 Uiterlijk
Het uiterlijk van de waterafstotende tape moet bestaan uit gelijkmatig verdeelde vezels; het oppervlak moet vlak zijn en vrij van rimpels, vouwen en scheuren; er mogen geen spleten in de breedte van de tape zijn; het composietmateriaal moet vrij zijn van delaminatie; de tape moet strak opgerold zijn en de randen van de draagbare tape moeten vrij zijn van de “strohoedvorm”.
4.2 Mechanische sterkte van de waterstop
De treksterkte van de waterstop hangt af van de vervaardigingsmethode van de polyester non-woven tape, onder dezelfde kwantitatieve omstandigheden is de viscosemethode beter dan de warmgewalste productiemethode van de treksterkte van het product, de dikte is ook dunner. De treksterkte van de waterkeringtape varieert afhankelijk van de manier waarop de kabel om de kabel is gewikkeld of gewikkeld.
Dit is een belangrijke indicator voor twee van de waterblokkerende banden, waarvoor de testmethode moet worden verenigd met het apparaat, de vloeistof en de testprocedure. Het belangrijkste waterblokkerende materiaal in de waterblokkerende tape is gedeeltelijk verknoopt natriumpolyacrylaat en zijn derivaten, die gevoelig zijn voor de samenstelling en aard van de waterkwaliteitseisen, om de standaard van de zwelhoogte van het water te verenigen. Bij blokkeringstape heeft het gebruik van gedeïoniseerd water de overhand (in de arbitrage wordt gebruik gemaakt van gedestilleerd water), omdat er geen anionische en kationische component aanwezig is in gedeïoniseerd water, dat feitelijk zuiver water is. De absorptievermenigvuldiger van waterabsorptiehars in verschillende waterkwaliteiten varieert sterk, als de absorptievermenigvuldiger in zuiver water 100% van de nominale waarde is; bij leidingwater is dit 40% tot 60% (afhankelijk van de waterkwaliteit per locatie); in zeewater is dit 12%; ondergronds water of gootwater is complexer, het absorptiepercentage is moeilijk te bepalen en de waarde zal zeer laag zijn. Om de waterkerende werking en levensduur van de kabel te garanderen, kunt u het beste een waterkerende tape gebruiken met een zwelhoogte van > 10 mm.
4.3Elektrische eigenschappen
Over het algemeen bevat de optische kabel niet de overdracht van elektrische signalen van de metaaldraad, dus er is geen sprake van het gebruik van halfgeleidende weerstandswatertape, alleen 33 Wang Qiang, enz.: optische kabel waterbestendigheidstape
Elektrische composietkabel vóór de aanwezigheid van elektrische signalen, specifieke vereisten volgens de structuur van de kabel volgens het contract.
4.4 Thermische stabiliteit De meeste soorten waterblokkerende tapes kunnen voldoen aan de vereisten voor thermische stabiliteit: langdurige temperatuurbestendigheid van 90°C, maximale werktemperatuur van 160°C, onmiddellijke temperatuurbestendigheid van 230°C. De prestaties van de waterblokkerende tape mogen na een bepaalde tijd bij deze temperaturen niet veranderen.
De gelsterkte zou het belangrijkste kenmerk van een opzwellend materiaal moeten zijn, terwijl de uitzettingssnelheid alleen wordt gebruikt om de lengte van de initiële waterpenetratie (minder dan 1 m) te beperken. Een goed expansiemateriaal moet de juiste expansiesnelheid en hoge viscositeit hebben. Een materiaal met een slechte waterbarrière zal, zelfs met een hoge uitzettingssnelheid en lage viscositeit, slechte waterbarrière-eigenschappen hebben. Dit kan worden getest in vergelijking met een aantal thermische cycli. Onder hydrolytische omstandigheden zal de gel uiteenvallen in een vloeistof met een lage viscositeit, waardoor de kwaliteit ervan zal verslechteren. Dit wordt bereikt door een zuivere watersuspensie die zwelpoeder bevat gedurende 2 uur te roeren. De resulterende gel wordt vervolgens gescheiden van het overtollige water en in een roterende viscometer geplaatst om de viscositeit vóór en na 24 uur bij 95°C te meten. Het verschil in gelstabiliteit is zichtbaar. Dit gebeurt doorgaans in cycli van 8 uur van 20°C naar 95°C en 8 uur van 95°C naar 20°C. De relevante Duitse normen vereisen 126 cycli van 8 uur.
4. 5 Compatibiliteit De compatibiliteit van de waterkering is een bijzonder belangrijk kenmerk met betrekking tot de levensduur van de glasvezelkabel en moet daarom in overweging worden genomen in relatie tot de tot nu toe gebruikte glasvezelkabelmaterialen. Omdat het lang duurt voordat compatibiliteit duidelijk wordt, moet de versnelde verouderingstest worden uitgevoerd, dwz het kabelmateriaalmonster wordt schoongeveegd, omwikkeld met een laag droge, waterbestendige tape en gedurende 10 minuten in een kamer met constante temperatuur op 100°C gehouden. dagen, waarna de kwaliteit wordt gewogen. De treksterkte en rek van het materiaal mogen na de test niet meer dan 20% veranderen.
Posttijd: 22 juli 2022