Optinių skaidulų palaidieji vamzdeliai yra pagrindinė konstrukcija, apsauganti skaidulas nuo išorinio įtempio ir užtikrinanti stabilų perdavimo našumą. Medžiagų pasirinkimas tiesiogiai lemia optinių kabelių mechaninį patikimumą ir tarnavimo laiką.
Kodėl pirmenybė teikiama PBT
Polibutileno tereftalatas (PBT)tipinis tamprumo modulis yra apie 2–3 GPa, didesnis nei PA12 (poliamido 12), kuris yra maždaug 1,2–1,8 GPa. Tai reiškia mažesnę deformaciją esant tokiai pačiai apkrovai ir geresnį atsparumą šoniniam suspaudimui.
Jo linijinio šiluminio plėtimosi koeficientas yra maždaug (6–10) × 10⁻⁵ /°C, todėl jis užtikrina puikų matmenų stabilumą, kuris padeda kontroliuoti pluošto perteklinį ilgį ir sumažina mikrolenkimo riziką esant temperatūros svyravimams.
Be to, mažas drėgmės sugertis, geras atsparumas cheminėms medžiagoms ir vidutinė kaina daro PBT viena iš pagrindinių medžiagų, skirtų biriems vamzdžiams.
Reikėtų pažymėti, kad PBT yra pusiau kristalinis polimeras, o jo kristališkumas labai priklauso nuo ekstruzijos proceso sąlygų. Tinkama proceso kontrolė yra labai svarbi norint pasiekti stabilų našumą.
Trys pagrindiniai valdymo parametrai
Laisvų vamzdžių veikimo stabilumas priklauso nuo griežtos trijų pagrindinių parametrų kontrolės, kurių kiekvienas tiesiogiai veikia ilgalaikį kabelio veikimą:
Lydymosi indeksas (MFI):
Tai atspindi ekstruzijos takumą. Biriam, vamzdeliams skirtam PBT jis paprastai kontroliuojamas ties 7,0–15,0 g/10 min. Jis turi būti gerai suderintas su apdorojimo įranga; kitaip gali nukentėti vamzdelių formavimo kokybė.
Susitraukimas:
Terminis susitraukimas turi įtakos pluošto perteklinio ilgio pasiskirstymui vamzdelio viduje, o tai savo ruožtu daro įtaką mikrolenkimo nuostoliams ir veikimui žemoje temperatūroje. Tai yra labai svarbus veiksnys, užtikrinantis stabilų optinį pralaidumą.
Atsparumas karšto vandens senėjimui:
Esterio jungtys PBT molekulinėse grandinėse gali būti hidrolizuojamos esant aukštai temperatūrai ir didelei drėgmei, todėl pablogėja jų eksploatacinės savybės. Ilgalaikiam patikimumui įvertinti dažniausiai naudojamas pagreitintas sendinimas naudojant slėginių indų bandymus, siekiant įvertinti vidinį klampumą ir mechaninių savybių išlaikymą. Tai taip pat viena iš priežasčių, kodėl PBT plačiai naudojamas požeminiuose ir atšiaurios aplinkos optiniuose kabeliuose.
Alternatyvios medžiagos ir modifikacijos specialioms reikmėms
Ne visos taikymo sritys tinka grynam PBT. Priklausomai nuo aplinkosaugos reikalavimų, kaip papildymai naudojamos alternatyvios medžiagos ir modifikavimo technologijos:
PP (polipropilenas):
PP pasižymi geresniu atsparumu hidrolizei ir geru lankstumu. Tačiau dėl mažo poliškumo suderinamumas su užpildų mišiniais priklauso nuo konkrečių formulių sistemų ir turi būti atidžiai įvertintas.
PA12 (poliamidas 12):
PA12 buvo naudojamas ankstyvosiose birių vamzdžių konstrukcijose, tačiau dėl mažesnio modulio ir didesnės kainos jis buvo iš esmės pakeistas pagrindinėse srityse. Dabar jis daugiausia naudojamas nišinėse srityse, kurioms reikalingas didelis lankstumas.
Modifikavimo metodai:
Dažniausias atsparumo lenkimui pagerinimas pasiekiamas sumaišius PBT su TPEE (termoplastiniu poliesterio elastomeru). Kietojo/minkštojo segmento struktūra pagerina atsparumą pakartotiniam lenkimui, atitikdama kabelių jungčių ir dinaminio maršrutizavimo reikalavimus.
Be to, siekiant subalansuoti našumą ir kainą, taip pat tiriamos PET/PBT maišymo sistemos.
Pagrindiniai užpildymo mišinių (kabelių želė) eksploataciniai reikalavimai
Vamzdelio viduje esantis užpildo junginys yra svarbi optinių skaidulų apsauginė terpė, o jo veikimas daugiausia vertinamas pagal šiuos rodiklius:
Tiksotropija:
Veikiant šlyties įtempiui, jis elgiasi kaip mažo klampumo skystis, todėl jį lengva užpildyti, o statinėje būsenoje greitai grįžta į gelio būseną, užtikrindamas ilgalaikę pluošto amortizaciją ir mechaninę apsaugą.
Vandenilio evoliucija (vandenilio generavimo lygis):
Vandenilio patekimas į optinius pluoštus padidina perdavimo nuostolius. Todėl užpildymo mišiniai turi pasižymėti labai mažu vandenilio generavimu. Aukštos klasės gaminiuose gali būti vandenilio gaudyklių, kad rizika būtų dar labiau sumažinta.
Švara ir suderinamumas:
Mišinys turi būti vienodas, be priemaišų ir oro burbuliukų, chemiškai suderinamas su pluošto dangomis ir vamzdžių medžiagomis, kad būtų išvengta degradacijos ar sąveikos poveikio.
Nuo PBT kristalizacijos kontrolės iki modifikavimo technologijų optimizavimo ir galiausiai užpildo junginių našumo – kiekvienas žingsnis turi būti tiksliai kontroliuojamas, siekiant užtikrinti ilgalaikį stabilų optinį perdavimą ir patikimą pagrindą ryšių tinklams.
Įrašo laikas: 2026 m. gegužės 28 d.