1. Ülevaade
Info- ja kommunikatsioonitehnoloogia kiire arenguga seoses on optilistel kaablitel kui tänapäevase infoedastuse põhikandjal üha kõrgemad jõudluse ja kvaliteedi nõuded.Polübutüleentereftalaat (PBT), suurepärase tervikliku jõudlusega termoplastse insenerplastina mängib olulist rolli optiliste kaablite tootmisel. PBT moodustub dimetüültereftalaadi (DMT) või tereftaalhappe (TPA) ja butaandiooli kondensatsioonpolümerisatsioonil pärast esterdamist. See on üks viiest üldotstarbelisest insenerplastist ning selle töötas algselt välja GE ja industrialiseeris see 1970. aastatel. Kuigi see algas suhteliselt hilja, on see arenenud äärmiselt kiiresti. Tänu suurepärasele terviklikule jõudlusele, heale töödeldavusele ja kõrgele hinnale kasutatakse seda laialdaselt elektriseadmetes, autodes, sidevahendites, kodumasinates ja muudes valdkondades. Eriti optiliste kaablite tootmisel kasutatakse seda peamiselt optiliste kiudoptiliste lahtiste torude tootmisel ja see on asendamatu kõrgjõudlusega kaablimaterjal optiliste kaablite tooraines.
PBT on piimvalge poolläbipaistev kuni läbipaistmatu poolkristalliline polüester, millel on suurepärane kuumakindlus ja töötlemisstabiilsus. Selle molekulaarstruktuur on [(CH₂)₄OOCC₆H₄COO]n. Võrreldes PET-iga on sellel ahela segmentides kaks metüleenrühma rohkem, mis annab selle põhimolekulaarsele ahelale spiraalse struktuuri ja parema paindlikkuse. PBT ei ole vastupidav tugevatele hapetele ja tugevatele leelistele, kuid talub enamikku orgaanilisi lahusteid ja laguneb kõrgel temperatuuril. Tänu suurepärastele füüsikalistele omadustele, keemilisele stabiilsusele ja töötlemisvõimele on PBT-st saanud ideaalne struktuurimaterjal optilise kaabli tööstuses ning seda kasutatakse laialdaselt erinevates PBT-toodetes sidekaablite ja optiliste kaablite jaoks.
2. PBT-materjalide omadused
PBT-d kasutatakse tavaliselt modifitseeritud segude kujul. Leegiaeglustite, tugevdavate ainete ja muude modifitseerimismeetodite lisamisega saab veelgi parandada selle kuumakindlust, elektriisolatsiooni ja töötlemiskohandust. PBT-l on kõrge mehaaniline tugevus, hea sitkus ja kulumiskindlus ning see suudab tõhusalt kaitsta optilise kaabli sees olevaid optilisi kiude mehaaniliste pingekahjustuste eest. Optiliste kaablite ühe levinuma toorainena tagab PBT-vaik optiliste kaablitoodete hea paindlikkuse ja stabiilsuse, säilitades samal ajal konstruktsiooni tugevuse.
Samal ajal on sellel tugev keemiline stabiilsus ja see talub mitmesuguseid söövitavaid keskkondi, tagades optiliste kaablite pikaajalise stabiilse töö keerulistes keskkondades, nagu niiskus ja soolapihustus. PBT-materjalil on suurepärane termiline stabiilsus ja see suudab säilitada stabiilse jõudluse isegi kõrge temperatuuriga keskkondades, mistõttu sobib see optiliste kaablite rakenduste jaoks erinevates temperatuurivööndites. Sellel on suurepärane töötlemisvõime ja seda saab vormida ekstrusiooni, survevalu ja muude meetoditega. See sobib erineva kuju ja struktuuriga optiliste kaablikomplektide jaoks ning on kaablite tootmisel laialdaselt kasutatav kõrgjõudlusega insenerplastik.
3. PBT kasutamine optilistes kaablites
Optiliste kaablite tootmisel kasutatakse PBT-d peamiselt lahtiste torude tootmiseloptilised kiudSelle kõrge tugevus ja sitkus toetavad ja kaitsevad optilisi kiude tõhusalt, hoides ära füüsiliste tegurite, näiteks painutamise ja venitamise põhjustatud kahjustusi. Lisaks on PBT-materjalil suurepärane kuumakindlus ja vananemisvastane toime, mis aitab parandada optiliste kaablite stabiilsust ja töökindlust pikaajalise töö ajal. See on üks peamisi PBT-materjale, mida praegu optilistes kaablites kasutatakse.
PBT-d kasutatakse sageli ka optiliste kaablite väliskestana. Kest ei pea olema mitte ainult teatud mehaanilise tugevusega, et tulla toime väliskeskkonna muutustega, vaid ka suurepärase kulumiskindluse, keemilise korrosioonikindluse ja UV-vananemiskindlusega, et tagada optilise kaabli kasutusiga välitingimustes, niiskes või merekeskkonnas paigaldamisel. Optilise kaabli kestal on kõrged nõuded PBT töötlemisomaduste ja keskkonnasõbralikkuse osas ning PBT-vaigul on hea rakendusühilduvus.
Optiliste kaablite ühendussüsteemides saab PBT-d kasutada ka võtmekomponentide, näiteks ühenduskarpide valmistamiseks. Need komponendid peavad vastama rangetele tihendus-, veekindlus- ja ilmastikukindlusnõuetele. PBT-materjal oma suurepäraste füüsikaliste omaduste ja konstruktsioonilise stabiilsusega on äärmiselt sobiv valik ning mängib olulist konstruktsioonilist tugirolli optilise kaabli toorainesüsteemis.
4. Töötlemise ettevaatusabinõud
Enne survevaluvormimist tuleb PBT-d kuivatada umbes 3 tundi temperatuuril 110–120 °C, et eemaldada adsorbeerunud niiskus ja vältida mullide või hapruse teket töötlemise ajal. Vormimise temperatuuri tuleks reguleerida vahemikus 250–270 °C ja vormi temperatuuri soovitatakse hoida vahemikus 50–75 °C. Kuna PBT klaasistumistemperatuur on vaid 22 °C ja jahutuskristallisatsiooni kiirus on kiire, on selle jahutusaeg suhteliselt lühike. Survevaluvormimise käigus on vaja vältida düüsi temperatuuri liiga madalat langemist, mis võib põhjustada voolukanali ummistumist. Kui silindri temperatuur ületab 275 °C või sula materjal seisab liiga kaua, võib see põhjustada termilist lagunemist ja haprust.
Sissepritse jaoks on soovitatav kasutada suuremat väravat. Kuumjooksusüsteemi ei tohiks kasutada. Vorm peaks säilitama hea väljalaskeefekti. Leegiaeglusteid või klaaskiust tugevdust sisaldavaid PBT-spreematerjale ei soovitata taaskasutada, et vältida jõudluse halvenemist. Masina seiskamisel tuleks tünn õigeaegselt PE- või PP-materjaliga puhastada, et vältida jääkmaterjalide karboniseerumist. Need töötlemisparameetrid on praktilise suunava tähtsusega optilise kaabli tooraine tootjatele suuremahulise kaablimaterjali tootmisel.
5. Rakenduse eelised
PBT kasutamine optilistes kaablites on oluliselt parandanud optiliste kaablite üldist jõudlust. Selle kõrge tugevus ja sitkus suurendavad optilise kaabli löögikindlust ja väsimuskindlust ning pikendavad selle kasutusiga. Samal ajal on PBT-materjalide suurepärane töödeldavus suurendanud tootmise efektiivsust ja vähendanud tootmiskulusid. Optilise kaabli suurepärane vananemis- ja keemilise korrosioonikindlus võimaldab sellel säilitada stabiilset tööd pikka aega ka karmides keskkondades, suurendades oluliselt toote töökindlust ja hooldustsüklit.
Optiliste kaablite toorainete võtmekategooriana mängib PBT-vaigu rolli mitmetes konstruktsiooniühendustes ja on üks termoplastilistest insenerplastidest, millele optiliste kaablite tootjad kaablimaterjalide valimisel esmatähtsaks peavad.
6. Järeldused ja väljavaated
Tänu oma silmapaistvatele mehaanilistele omadustele, termilisele stabiilsusele, korrosioonikindlusele ja töödeldavusele on PBT-st saanud optiliste kaablite tootmises asendamatu ja oluline materjal. Tulevikus, kui optilise side tööstus pidevalt areneb, esitatakse materjalide toimivusele kõrgemaid nõudeid. PBT-tööstus peaks pidevalt edendama tehnoloogilist innovatsiooni ja keskkonnasõbralikku keskkonnakaitset, parandades veelgi oma terviklikku toimivust ja tootmise efektiivsust. Toimivusnõuete täitmise kõrval aitab energiatarbimise ja materjalikulude vähendamine PBT-l mängida olulisemat rolli optilistes kaablites ja laiemas rakendusvaldkonnas.
Postituse aeg: 30. juuni 2025