1 Introducción
Con el rápido desarrollo de la tecnología de las comunicaciones en la última década, el campo de aplicación de los cables de fibra óptica se ha ido ampliando. A medida que aumentan los requisitos medioambientales para los cables de fibra óptica, también lo hacen los requisitos sobre la calidad de los materiales utilizados en los cables de fibra óptica. La cinta de bloqueo de agua para cables de fibra óptica es un material de bloqueo de agua común utilizado en la industria del cable de fibra óptica, el papel de sellado, impermeabilización, protección contra la humedad y el amortiguador en el cable de fibra óptica ha sido ampliamente reconocido, y sus variedades y rendimiento se han mejorado continuamente. mejorado y perfeccionado con el desarrollo del cable de fibra óptica. En los últimos años se ha introducido en el cable óptico la estructura de “núcleo seco”. Este tipo de material de barrera contra el agua para cables suele ser una combinación de cinta, hilo o revestimiento para evitar que el agua penetre longitudinalmente en el núcleo del cable. Con la creciente aceptación de los cables de fibra óptica de núcleo seco, los materiales de los cables de fibra óptica de núcleo seco están reemplazando rápidamente los compuestos tradicionales de relleno de cables a base de vaselina. El material del núcleo seco utiliza un polímero que absorbe rápidamente agua para formar un hidrogel, que se hincha y llena los canales de penetración de agua del cable. Además, como el material del núcleo seco no contiene grasa pegajosa, no se requieren toallitas, disolventes ni limpiadores para preparar el cable para el empalme, y el tiempo de empalme del cable se reduce considerablemente. El peso ligero del cable y la buena adherencia entre el hilo de refuerzo exterior y la funda no se reducen, lo que lo convierte en una opción popular.
2 El impacto del agua en el cable y el mecanismo de resistencia al agua.
La razón principal por la que se deben tomar una variedad de medidas de bloqueo de agua es que el agua que ingresa al cable se descompondrá en hidrógeno e iones O H-, lo que aumentará la pérdida de transmisión de la fibra óptica, reducirá el rendimiento de la fibra y acortará el tiempo de transmisión. vida del cable. Las medidas de bloqueo de agua más comunes son rellenar con pasta de petróleo y agregar cinta de bloqueo de agua, que se rellena en el espacio entre el núcleo del cable y la cubierta para evitar que el agua y la humedad se propaguen verticalmente, desempeñando así un papel en el bloqueo de agua.
Cuando se utilizan grandes cantidades de resinas sintéticas como aislantes en cables de fibra óptica (principalmente en cables), estos materiales aislantes tampoco son inmunes a la entrada de agua. La formación de “árboles de agua” en el material aislante es la principal razón del impacto en el rendimiento de la transmisión. El mecanismo por el cual el material aislante se ve afectado por los árboles de agua se suele explicar de la siguiente manera: debido al fuerte campo eléctrico (otra hipótesis es que las propiedades químicas de la resina cambian debido a una descarga muy débil de electrones acelerados), las moléculas de agua penetran a través del diferente número de microporos presentes en el material de revestimiento del cable de fibra óptica. Las moléculas de agua penetrarán a través del diferente número de microporos en el material de la cubierta del cable, formando "árboles de agua", acumulando gradualmente una gran cantidad de agua y extendiéndose en la dirección longitudinal del cable, afectando el rendimiento del cable. Después de años de investigación y pruebas internacionales, a mediados de la década de 1980, para encontrar una manera de eliminar la mejor manera de producir árboles acuáticos, es decir, antes de que el cable extruido se envolviera en una capa de absorción de agua y la expansión de la barrera de agua para inhibir y ralentizar el crecimiento de los árboles acuáticos, bloqueando el agua en el cable dentro de la extensión longitudinal; al mismo tiempo, debido a daños externos y a la infiltración de agua, la barrera de agua también puede bloquear rápidamente el agua, sin afectar la extensión longitudinal del cable.
3 Descripción general de la barrera contra el agua por cable
3.1 Clasificación de las barreras de agua de cables de fibra óptica.
Existen muchas formas de clasificar las barreras de agua de cables ópticos, que se pueden clasificar según su estructura, calidad y espesor. En general, se pueden clasificar según su estructura: waterstop laminado de doble cara, waterstop revestido de una cara y waterstop de película compuesta. La función de barrera de agua de la barrera de agua se debe principalmente al material de alta absorción de agua (llamado barrera de agua), que puede hincharse rápidamente después de que la barrera de agua encuentra agua, formando un gran volumen de gel (la barrera de agua puede absorber cientos de veces más agua que él mismo), impidiendo así el crecimiento del árbol del agua y evitando la infiltración y propagación continua del agua. Estos incluyen polisacáridos tanto naturales como modificados químicamente.
Aunque estos bloqueadores de agua naturales o seminaturales tienen buenas propiedades, tienen dos desventajas fatales:
1) son biodegradables y 2) son altamente inflamables. Esto hace que sea poco probable que se utilicen en materiales de cables de fibra óptica. El otro tipo de material sintético en el resistente al agua lo representan los poliacrilatos, los cuales pueden ser utilizados como resistentes al agua para cables ópticos porque cumplen con los siguientes requisitos: 1) cuando están secos pueden contrarrestar las tensiones generadas durante la fabricación de los cables ópticos;
2) cuando están secos, pueden soportar las condiciones de funcionamiento de los cables ópticos (ciclos térmicos desde temperatura ambiente hasta 90 °C) sin afectar la vida útil del cable, y también pueden soportar altas temperaturas durante cortos períodos de tiempo;
3) cuando entra agua, pueden hincharse rápidamente y formar un gel con una velocidad de expansión.
4) producen un gel muy viscoso, incluso a altas temperaturas la viscosidad del gel es estable durante mucho tiempo.
La síntesis de repelentes de agua se puede dividir en términos generales en métodos químicos tradicionales: método de fase inversa (método de reticulación de polimerización de agua en aceite), su propio método de polimerización de reticulación: método de disco, método de irradiación: “cobalto 60” γ -método de rayos. El método de reticulación se basa en el método de radiación γ “cobalto 60”. Los diferentes métodos de síntesis tienen diferentes grados de polimerización y reticulación y, por lo tanto, requisitos muy estrictos para el agente bloqueador de agua necesario en las cintas bloqueantes de agua. Sólo muy pocos poliacrilatos pueden cumplir los cuatro requisitos anteriores; según la experiencia práctica, los agentes bloqueadores de agua (resinas absorbentes de agua) no pueden usarse como materia prima para una sola parte del poliacrilato de sodio reticulado, deben usarse en un método de reticulación de múltiples polímeros (es decir, una variedad de partes de la mezcla de poliacrilato de sodio reticulado) para lograr el propósito de una absorción de agua múltiple rápida y alta. Los requisitos básicos son: el múltiplo de absorción de agua puede alcanzar aproximadamente 400 veces, la tasa de absorción de agua puede alcanzar el primer minuto para absorber el 75% del agua absorbida por la resistencia al agua; Requisitos de estabilidad térmica del secado resistente al agua: resistencia a la temperatura a largo plazo de 90 °C, temperatura máxima de trabajo de 160 °C, resistencia a la temperatura instantánea de 230 °C (especialmente importante para cables compuestos fotoeléctricos con señales eléctricas); absorción de agua después de la formación del gel requisitos de estabilidad: después de varios ciclos térmicos (20°C ~ 95°C) La estabilidad del gel después de la absorción de agua requiere: gel de alta viscosidad y resistencia del gel después de varios ciclos térmicos (20°C a 95°C) DO). La estabilidad del gel varía considerablemente según el método de síntesis y los materiales utilizados por el fabricante. Al mismo tiempo, cuanto más rápida sea la tasa de expansión, mejor, algunos productos buscan unilateralmente la velocidad, el uso de aditivos no favorece la estabilidad del hidrogel, la destrucción de la capacidad de retención de agua, pero no para lograr el efecto de resistencia al agua.
3. 3 características de la cinta bloqueadora de agua Como el cable en la fabricación, prueba, transporte, almacenamiento y uso del proceso para resistir la prueba ambiental, desde la perspectiva del uso del cable óptico, la cinta bloqueadora de agua del cable Los requisitos son los siguientes:
1) apariencia distribución de fibras, materiales compuestos sin delaminación y polvo, con cierta resistencia mecánica, adecuados a las necesidades del cable;
2) calidad uniforme, repetible y estable, en la formación del cable no se delaminará ni producirá
3) alta presión de expansión, velocidad de expansión rápida, buena estabilidad del gel;
4) buena estabilidad térmica, adecuada para diversos procesamientos posteriores;
5) alta estabilidad química, no contiene componentes corrosivos, resistente a las bacterias y la erosión por moho;
6) buena compatibilidad con otros materiales de cable óptico, resistencia a la oxidación, etc.
4 Estándares de rendimiento de la barrera de agua del cable óptico
Una gran cantidad de resultados de investigaciones muestran que la resistencia al agua incondicional a la estabilidad a largo plazo del rendimiento de la transmisión por cable producirá grandes daños. Este daño, en el proceso de fabricación y la inspección en fábrica del cable de fibra óptica, es difícil de encontrar, pero aparecerá gradualmente en el proceso de tendido del cable después de su uso. Por lo tanto, el desarrollo oportuno de estándares de prueba completos y precisos, para encontrar una base para la evaluación que todas las partes puedan aceptar, se ha convertido en una tarea urgente. La extensa investigación, exploración y experimentos del autor sobre cinturones bloqueadores de agua han proporcionado una base técnica adecuada para el desarrollo de normas técnicas para cinturones bloqueadores de agua. Determine los parámetros de rendimiento del valor de barrera de agua con base en lo siguiente:
1) los requisitos del estándar de cable óptico para el waterstop (principalmente los requisitos del material del cable óptico en el estándar de cable óptico);
2) experiencia en la fabricación y uso de barreras contra el agua e informes de pruebas pertinentes;
3) resultados de la investigación sobre la influencia de las características de las cintas bloqueantes de agua en el rendimiento de los cables de fibra óptica.
4. 1 Apariencia
La apariencia de la cinta de barrera contra el agua debe ser de fibras distribuidas uniformemente; la superficie debe ser plana y libre de arrugas, pliegues y desgarros; no debe haber divisiones en el ancho de la cinta; el material compuesto debe estar libre de delaminación; la cinta debe estar bien enrollada y los bordes de la cinta de mano deben estar libres de la “forma de sombrero de paja”.
4.2 Resistencia mecánica del waterstop
La resistencia a la tracción del waterstop depende del método de fabricación de la cinta no tejida de poliéster; en las mismas condiciones cuantitativas, el método de viscosa es mejor que el método de laminado en caliente para producir la resistencia a la tracción del producto, el espesor también es más delgado. La resistencia a la tracción de la cinta de barrera contra el agua varía según la forma en que se enrolla el cable o se enrolla alrededor del mismo.
Este es un indicador clave para dos de las cintas bloqueantes de agua, para las cuales el método de prueba debe unificarse con el dispositivo, el líquido y el procedimiento de prueba. El principal material bloqueador de agua en la cinta bloqueadora de agua es el poliacrilato de sodio parcialmente reticulado y sus derivados, que son sensibles a la composición y naturaleza de los requisitos de calidad del agua, con el fin de unificar el estándar de la altura de hinchamiento del agua. cinta de bloqueo, prevalecerá el uso de agua desionizada (en el arbitraje se usa agua destilada), porque no hay componentes aniónicos ni catiónicos en el agua desionizada, que es básicamente agua pura. El multiplicador de absorción de la resina de absorción de agua en diferentes calidades de agua varía mucho, si el multiplicador de absorción en agua pura es el 100% del valor nominal; en agua del grifo es del 40% al 60% (dependiendo de la calidad del agua de cada localidad); en agua de mar es del 12%; El agua subterránea o el agua de alcantarillado es más compleja, es difícil determinar el porcentaje de absorción y su valor será muy bajo. Para garantizar el efecto de barrera contra el agua y la vida útil del cable, es mejor utilizar una cinta de barrera contra el agua con una altura de hinchamiento de > 10 mm.
4.3Propiedades eléctricas
En términos generales, el cable óptico no contiene la transmisión de señales eléctricas del cable metálico, por lo que no implica el uso de cinta de agua de resistencia semiconductora, solo 33 Wang Qiang, etc.: cinta de resistencia al agua del cable óptico
Cable eléctrico compuesto ante la presencia de señales eléctricas, requisitos específicos según la estructura del cable por contrato.
4.4 Estabilidad térmica La mayoría de las variedades de cintas bloqueantes de agua pueden cumplir con los requisitos de estabilidad térmica: resistencia a la temperatura a largo plazo de 90°C, temperatura máxima de trabajo de 160°C, resistencia a la temperatura instantánea de 230°C. El rendimiento de la cinta bloqueadora de agua no debe cambiar después de un período de tiempo específico a estas temperaturas.
La resistencia del gel debería ser la característica más importante de un material intumescente, mientras que la tasa de expansión sólo se utiliza para limitar la longitud de la penetración inicial del agua (menos de 1 m). Un buen material de expansión debe tener la tasa de expansión adecuada y una alta viscosidad. Un material de barrera contra el agua deficiente, incluso con una tasa de expansión alta y una viscosidad baja, tendrá propiedades de barrera contra el agua deficientes. Esto se puede probar en comparación con varios ciclos térmicos. En condiciones hidrolíticas, el gel se descompondrá en un líquido de baja viscosidad que deteriorará su calidad. Esto se logra agitando una suspensión de agua pura que contiene polvo hinchable durante 2 h. Luego se separa el gel resultante del exceso de agua y se coloca en un viscosímetro giratorio para medir la viscosidad antes y después de 24 h a 95°C. Se puede ver la diferencia en la estabilidad del gel. Esto se suele hacer en ciclos de 8h de 20°C a 95°C y de 8h de 95°C a 20°C. Las normas alemanas pertinentes exigen 126 ciclos de 8 h.
4. 5 Compatibilidad La compatibilidad de la barrera contra el agua es una característica particularmente importante en relación con la vida útil del cable de fibra óptica y, por lo tanto, debe considerarse en relación con los materiales del cable de fibra óptica involucrados hasta ahora. Como la compatibilidad tarda mucho en hacerse evidente, se debe utilizar la prueba de envejecimiento acelerado, es decir, la muestra del material del cable se limpia con un paño, se envuelve con una capa de cinta seca resistente al agua y se mantiene en una cámara de temperatura constante a 100 °C durante 10 días, tras lo cual se pesa la calidad. La resistencia a la tracción y el alargamiento del material no deben cambiar más del 20% después de la prueba.
Hora de publicación: 22-jul-2022