ניתוח חומרי נדן כבלים אופטיים: הגנה על כל סיבוב מפני יישומים בסיסיים ליישומים

הנדן או הנדן החיצוני הוא שכבת המגן החיצונית ביותר במבנה הכבלים האופטי, העשויה בעיקר מחומר נדן PE וחומר נדן PVC, וחומר נדן מעכב להבה ללא הלהבה וחומר נדן עמיד למעקב חשמלי משמשים באירועים מיוחדים.

1. חומר נדן PE
PE הוא קיצור הפוליאתילן, שהוא תרכובת פולימרית הנוצרת על ידי פילמור של אתילן. חומר נדן הפוליאתילן השחור מיוצר על ידי ערבוב אחיד וגרגירי שרף פוליאתילן עם מייצב, שחור פחמן, נוגד חמצון ופלסטייזר בחלק מסוים. ניתן לחלק את חומרי נדן פוליאתילן לנדני כבלים אופטיים לפוליאתילן בצפיפות נמוכה (LDPE), פוליאתילן ליניארי בצפיפות נמוכה (LLDPE), פוליאתילן בצפיפות בינונית (MDPE) ופוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) על פי צפיפות. בשל הצפיפות השונה והמבנים המולקולריים שלהם, יש להם תכונות שונות. פוליאתילן בצפיפות נמוכה, המכונה גם פוליאתילן בלחץ גבוה, נוצר על ידי קופולימרזציה של אתילן בלחץ גבוה (מעל 1500 אטמוספרות) בטמפרטורה של 200-300 מעלות צלזיוס עם חמצן כזרז. לפיכך, השרשרת המולקולרית של פוליאתילן בצפיפות נמוכה מכילה ענפים מרובים באורכים שונים, עם דרגה גבוהה של הסתעפות שרשרת, מבנה לא סדיר, גבישות נמוכה וגמישות והארכה טובה. פוליאתילן בצפיפות גבוהה, המכונה גם פוליאתילן בלחץ נמוך, נוצר על ידי פילמור של אתילן בלחץ נמוך (1-5 אטמוספרות) ו- 60-80 מעלות צלזיוס עם זרזי אלומיניום וטיטניום. בשל התפלגות המשקל המולקולרי הצר של פוליאתילן בצפיפות גבוהה והסידור המסודר של מולקולות, יש לו תכונות מכניות טובות, עמידות כימית טובה וטווח שימוש בטמפרטורה רחב. חומר נדן פוליאתילן בצפיפות בינונית מיוצר על ידי מיזוג פוליאתילן בצפיפות גבוהה ופוליאתילן בצפיפות נמוכה בפרופורציה מתאימה, או על ידי מונומר אתילן ופרופילן (או המונומר השני של 1-בוטן). לפיכך, הביצועים של פוליאתילן בצפיפות בינונית הם בין זה של פוליאתילן בצפיפות גבוהה ופוליאתילן בצפיפות נמוכה, ויש לו הן את הגמישות של פוליאתילן בצפיפות נמוכה והן את עמידות הבלאי המצוינת ועוצמת המתיחה של פוליאתילן בצפיפות גבוהה. פוליאתילן ליניארי בצפיפות נמוכה מפולמרת על ידי שלב גז או שיטת תמיסה בלחץ נמוך עם מונומר אתילן ו -2-אלפין. דרגת הסתעפות של פוליאתילן ליניארי בצפיפות נמוכה היא בין צפיפות נמוכה לצפיפות גבוהה, כך שיש לה עמידות מצוינת של מתח סביבתי. עמידות בפני פיצוח מתח סביבתי היא אינדיקטור חשוב ביותר לזיהוי איכות חומרי PE. זה מתייחס לתופעה כי חתיכת הבדיקה החומרית הייתה נתונים לכיפוף סדקי לחץ בסביבת פעילי שטח. גורמים המשפיעים על פיצוח לחץ חומרים כוללים: משקל מולקולרי, חלוקת משקל מולקולרי, גבישות ומיקרו -מבנה של שרשרת מולקולרית. ככל שהמשקל המולקולרי גדול יותר, כך התפלגות המשקל המולקולרי צר יותר, כך קשרים יותר בין הוופלים, כך מתנגד הלחץ הסביבתי טוב יותר התנגדות של החומר, וככל חיי השירות של החומר יותר; יחד עם זאת, התגבשות החומר משפיעה גם על מחוון זה. ככל שהגבישות נמוכה יותר, כך התנגדות פיצוח הלחץ הסביבתי טוב יותר של החומר. חוזק המתיחה וההארכה בהפסקה של חומרי PE הם אינדיקטור נוסף למדידת ביצועי החומר, ויכולים גם לחזות את נקודת הסיום של השימוש בחומר. תכולת הפחמן בחומרי PE יכולה להתנגד ביעילות לשחיקה של קרני אולטרה סגול על החומר, ונוגדי חמצון יכולים לשפר ביעילות את התכונות הנוגדות חמצון של החומר.

2. חומר נדן PVC
חומר מעכב להבה של PVC מכיל אטומי כלור, שיישרפו בלהבה. בעת שריפה, הוא יפרק וישחרר כמות גדולה של גז HCl מאכל ורעיל, שיגרום נזק משני, אך הוא יכבה את עצמו בעת עזיבת הלהבה, כך שיש לו מאפיין של לא להפיץ להבה; במקביל, לחומר נדן PVC יש גמישות והרחבה טובים, והוא נמצא בשימוש נרחב בכבלים אופטיים מקורה.

3. חומר נדן מעכב להבה ללא הלוגן
מכיוון שהפוליוויניל כלוריד יפיק גזים רעילים בעת שריפה, אנשים פיתחו חומר נדן להבה נטול-הלהבה, נטולת להלוגן, לא-רעיל, מעכבי להבה נקיים, 3 ו- Mg (OH) לחומרי נדן רגילים, אשר ישחררו מי גבישים כאשר הם מפגשים אש ומניעת חום ומניעת טמפרטורה של טמפרטורה ומניעת טמפרטורה של טמפרטורה ומניעתו של טמפרטורה של טמפרטורה ומניעה ממנה, ומניע את המון, ומניע את המון, בעירה. מכיוון שמאפיין מעכבי להבה אורגניים מתווספים לחומרי נדן מעכבי להבה ללא הלוגן, המוליכות של הפולימרים תגדל. במקביל, שרפים ומעכבי להבה אורגניים הם חומרים דו-פאזיים שונים לחלוטין. במהלך העיבוד יש צורך למנוע ערבוב לא אחיד של מעכבי להבה באופן מקומי. יש להוסיף מעכבי להבה אורגניים בכמויות מתאימות. אם השיעור גדול מדי, החוזק המכני וההארכה בהפסקה של החומר יופחתו מאוד. האינדיקטורים להערכת תכונות מעכבי הלהבה של מעכבי להבה ללא הלוגן הם מדד חמצן וריכוז עשן. מדד החמצן הוא ריכוז החמצן המינימלי הנדרש לחומר לשמירה על בעירה מאוזנת בגז מעורב של חמצן וחנקן. ככל שמדד החמצן גדול יותר, כך תכונות מעכבות הלהבה טובות יותר של החומר. ריכוז העשן מחושב על ידי מדידת העברת קרן האור המקבילה העוברת דרך העשן שנוצר על ידי בעירה של החומר במרחב מסוים ובאורך הנתיב האופטי. ככל שהריכוז העשן נמוך יותר, כך פליטת העשן נמוכה יותר ויותר הביצועים החומריים טובים יותר.

4. חומר נדן עמיד בפני סימן חשמלי
ישנם יותר ויותר כבל אופטי תומך עצמיות (ADS) המונחים באותו מגדל עם קווי תקורה במתח גבוה במערכת תקשורת חשמל. על מנת להתגבר על ההשפעה של שדה חשמלי של אינדוקציה מתח גבוה על נדן הכבלים, אנשים פיתחו והפיקו חומר נדן חדש עמיד לצלקת צלקת, חומר הנדן על ידי שליטה קפדנית על תוכן שחור הפחמן, גודל וחלוקת החלקיקים השחורים הפחמניים, והוסיף תוספים מיוחדים כדי להפוך את חומר הנדן, יש ביצועים עמידים לצלקת מעולה.