Оболочка или внешняя оболочка представляет собой самый наружный защитный слой в конструкции оптического кабеля, в основном изготавливаемый из полиэтиленовой оболочки и ПВХ-оболочки, а в особых случаях используется безгалогеновая огнестойкая оболочка и оболочка, устойчивая к электрическому трекингу.
1. Материал оболочки ПЭ
ПЭ — это аббревиатура полиэтилена, полимерного соединения, образующегося при полимеризации этилена. Черный полиэтиленовый материал для оболочки изготавливается путем равномерного смешивания и гранулирования полиэтиленовой смолы со стабилизатором, сажей, антиоксидантом и пластификатором в определенной пропорции. Полиэтиленовые материалы для оболочки оптического кабеля можно разделить по плотности на полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), полиэтилен средней плотности (ПЭСП) и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). Из-за различной плотности и молекулярной структуры они обладают различными свойствами. Полиэтилен низкой плотности, также известный как полиэтилен высокого давления, образуется путем сополимеризации этилена при высоком давлении (выше 1500 атмосфер) при температуре 200-300 °C с использованием кислорода в качестве катализатора. Таким образом, молекулярная цепь полиэтилена низкой плотности содержит множество ветвей различной длины, с высокой степенью разветвленности цепи, нерегулярной структурой, низкой кристалличностью и хорошей гибкостью и удлинением. Полиэтилен высокой плотности, также известный как полиэтилен низкого давления, образуется путем полимеризации этилена при низком давлении (1-5 атмосфер) и 60-80 °C с использованием алюминиевых и титановых катализаторов. Благодаря узкому молекулярно-массовому распределению полиэтилена высокой плотности и упорядоченному расположению молекул он обладает хорошими механическими свойствами, хорошей химической стойкостью и широким диапазоном температур использования. Материал оболочки из полиэтилена средней плотности изготавливается путем смешивания полиэтилена высокой плотности и полиэтилена низкой плотности в соответствующей пропорции или путем полимеризации мономера этилена и пропилена (или второго мономера 1-бутена). Следовательно, производительность полиэтилена средней плотности находится между производительностью полиэтилена высокой плотности и полиэтилена низкой плотности, и он обладает как гибкостью полиэтилена низкой плотности, так и превосходной износостойкостью и прочностью на разрыв полиэтилена высокой плотности. Линейный полиэтилен низкой плотности полимеризуется методом газовой фазы низкого давления или растворным методом с этиленовым мономером и 2-олефином. Степень разветвленности линейного полиэтилена низкой плотности находится между низкой плотностью и высокой плотностью, поэтому он обладает превосходной стойкостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды. Стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды является чрезвычайно важным показателем для определения качества материалов ПЭ. Это относится к явлению, при котором испытательный образец материала, подвергнутый изгибающему напряжению, трескается в среде поверхностно-активного вещества. Факторы, влияющие на растрескивание материала под напряжением, включают: молекулярную массу, молекулярно-массовое распределение, кристалличность и микроструктуру молекулярной цепи. Чем больше молекулярная масса, тем уже молекулярно-массовое распределение, тем больше связей между пластинами, тем лучше сопротивление материала растрескиванию под воздействием окружающей среды и тем дольше срок службы материала; в то же время кристаллизация материала также влияет на этот показатель. Чем ниже кристалличность, тем лучше сопротивление материала растрескиванию под воздействием окружающей среды. Прочность на растяжение и удлинение при разрыве ПЭ материалов являются еще одним показателем для измерения эксплуатационных характеристик материала, а также могут предсказать конечную точку использования материала. Содержание углерода в ПЭ материалах может эффективно противостоять эрозии материала под воздействием ультрафиолетовых лучей, а антиоксиданты могут эффективно улучшить антиоксидантные свойства материала.
2. Материал оболочки ПВХ
Огнестойкий ПВХ-материал содержит атомы хлора, которые горят в пламени. При горении он разлагается, выделяя большое количество едкого и токсичного газа HCl, который вызывает вторичный вред, но при выходе из пламени затухает, поэтому он обладает свойством не распространять пламя. В то же время, ПВХ-оболочка обладает хорошей гибкостью и растяжимостью и широко используется в оптических кабелях для внутренней прокладки.
3. Материал оболочки, не содержащий галогенов и огнестойкий
Поскольку поливинилхлорид при горении выделяет токсичные газы, люди разработали малодымный, безгалогенный, нетоксичный, чистый огнестойкий материал для оболочки, то есть добавляя неорганические антипирены Al(OH)3 и Mg(OH)2 к обычным материалам оболочки, которые будут выделять кристаллизационную воду при столкновении с огнем и поглощать много тепла, тем самым предотвращая повышение температуры материала оболочки и предотвращая возгорание. Поскольку неорганические антипирены добавляются к безгалогенным огнестойким материалам оболочки, проводимость полимеров увеличивается. В то же время смолы и неорганические антипирены являются совершенно разными двухфазными материалами. Во время переработки необходимо предотвращать неравномерное локальное смешивание антипиренов. Неорганические антипирены следует добавлять в соответствующих количествах. Если пропорция слишком большая, механическая прочность и удлинение при разрыве материала будут значительно снижены. Показателями оценки огнестойкости безгалогенных антипиренов являются кислородный индекс и концентрация дыма. Кислородный индекс – это минимальная концентрация кислорода, необходимая для поддержания равномерного горения материала в газовой смеси кислорода и азота. Чем выше кислородный индекс, тем выше огнезащитные свойства материала. Концентрация дыма рассчитывается путем измерения коэффициента пропускания параллельного светового луча, проходящего через дым, образующийся при горении материала, в определенном пространстве и на определенной оптической длине пути. Чем ниже концентрация дыма, тем меньше дымовыделение и тем выше эксплуатационные характеристики материала.
4. Материал оболочки, устойчивый к появлению электрических отметин
В системах электросвязи всё больше и больше самонесущих оптических кабелей (ADSS) прокладываются на одной опоре с высоковольтными воздушными линиями электропередачи. Чтобы преодолеть влияние индукционного электрического поля высокого напряжения на оболочку кабеля, был разработан и создан новый материал оболочки, устойчивый к электрическим царапинам. Материал оболочки строго контролирует содержание технического углерода, размер и распределение частиц технического углерода, а также добавлены специальные добавки, что обеспечивает отличную стойкость материала оболочки к электрическим царапинам.
Время публикации: 26 августа 2024 г.