Optilised kiudtorud on võtmestruktuur, mis kaitseb kiude välise pinge eest ja tagab stabiilse ülekande jõudluse. Materjali valik määrab otseselt optiliste kaablite mehaanilise töökindluse ja kasutusea.
Miks eelistatakse PBT-d
Polübutüleentereftalaat (PBT)tüüpiline elastsusmoodul on umbes 2–3 GPa, mis on kõrgem kui PA12-l (polüamiid 12), mis on umbes 1,2–1,8 GPa. See tähendab väiksemat deformatsiooni sama koormuse all ja paremat vastupidavust külgmisele survele.
Selle lineaarse soojuspaisumise koefitsient on ligikaudu (6–10) × 10⁻⁵ /°C, mis tagab suurepärase mõõtmete stabiilsuse, mis aitab kontrollida kiudude liigset pikkust ja vähendab mikropaindumise ohtu temperatuurikõikumiste korral.
Lisaks muudavad madal niiskuseimavus, hea keemiline vastupidavus ja mõõdukad kulud PBT-d üheks peamiseks materjaliks lahtiste torude rakenduste jaoks.
Tuleb märkida, et PBT on poolkristalliline polümeer ja selle kristallisus sõltub suuresti ekstrusiooniprotsessi tingimustest. Stabiilse jõudluse saavutamiseks on kriitilise tähtsusega nõuetekohane protsessi juhtimine.
Kolm peamist juhtimisparameetrit
Lahtiste torude jõudluse stabiilsus sõltub kolme põhiparameetri rangest kontrollist, millest igaüks mõjutab otseselt kaabli pikaajalist jõudlust:
Sulamisvoolavusindeks (MFI):
See peegeldab ekstrusiooni voolavust. Lahtise torukvaliteediga PBT puhul kontrollitakse seda tavaliselt vahemikus 7,0–15,0 g/10 min. See peab olema hästi sobitatud töötlemisseadmetega, vastasel juhul võib torude moodustamise kvaliteet kannatada saada.
Kahanemine:
Termilise kokkutõmbumise käitumine mõjutab kiudude liigse pikkuse jaotust torus, mis omakorda mõjutab mikropainde kadu ja madala temperatuuriga toimivust. See on stabiilse optilise läbilaskvuse jaoks kriitiline tegur.
Kuuma vee vananemiskindlus:
PBT molekulaarahelate estrisidemed võivad kõrge temperatuuri ja kõrge õhuniiskuse korral hüdrolüüsi läbida, mis viib jõudluse halvenemiseni. Pikaajalise töökindluse hindamiseks kasutatakse tavaliselt kiirendatud vanandamist surveanuma katsete abil, mille käigus hinnatakse sisemist viskoossust ja mehaaniliste omaduste säilimist. See on ka üks põhjusi, miks PBT-d kasutatakse laialdaselt maa-alustes ja karmides tingimustes optilistes kaablites.
Alternatiivsed materjalid ja modifikatsioonid erirakenduste jaoks
Mitte kõik rakendused ei sobi puhta PBT jaoks. Sõltuvalt keskkonnanõuetest kasutatakse täiendusena alternatiivseid materjale ja modifitseerimistehnoloogiaid:
PP (polüpropüleen):
PP pakub paremat hüdrolüüsikindlust ja head paindlikkust. Madala polaarsuse tõttu sõltub täiteainetega ühilduvus aga konkreetsetest formulatsioonisüsteemidest ja seda tuleb hoolikalt hinnata.
PA12 (polüamiid 12):
PA12 kasutati varajastes lahtiste torude konstruktsioonides, kuid madalama mooduli ja kõrgema hinna tõttu on see tavapärastes rakendustes suures osas asendatud. Nüüd kasutatakse seda peamiselt niširakendustes, mis nõuavad suurt paindlikkust.
Modifitseerimismeetodid:
Kõige levinum paindekindluse parandus tuleneb PBT ja TPEE (termoplastse polüesterelastomeeri) segamisest. Kõva/pehme segmendi struktuur parandab korduvat paindekindlust, vastates kaabliühenduste ja dünaamilise suunamise nõuetele.
Lisaks uuritakse ka PET/PBT segamissüsteeme, et tasakaalustada jõudlust ja kulusid.
Täitemasside (kaabliželee) peamised toimivusnõuded
Toru sees olev täiteaine on optiliste kiudude jaoks kriitiline kaitsekeskkond ja selle toimivust hinnatakse peamiselt järgmise järgi:
Tiksotroopia:
Nihkepinge all käitub see madala viskoossusega vedelikuna, mis hõlbustab täitmist, ning seejärel naaseb staatilises olekus kiiresti geeli olekusse, pakkudes kiududele pikaajalist pehmendust ja mehaanilist kaitset.
Vesiniku eraldumine (vesiniku genereerimise tase):
Vesiniku tungimine optilistesse kiududesse suurendab ülekandekadusid. Seetõttu peavad täitemassid omama väga väikest vesiniku teket. Tipptasemel tooted võivad riski edasiseks vähendamiseks lisada vesiniku püüdjaid.
Puhtus ja ühilduvus:
Segu peab olema ühtlane, lisandite ja õhumullideta ning keemiliselt ühilduv kiudkatete ja torumaterjalidega, et vältida lagunemist või interaktsiooniefekte.
Alates PBT kristalliseerumise kontrollimisest kuni modifitseerimistehnoloogiate optimeerimise ja lõpuks täiteühendi toimivuseni tuleb iga sammu täpselt kontrollida, et tagada pikaajaline stabiilne optiline ülekanne ja luua usaldusväärne alus sidevõrkudele.
Postituse aeg: 28. mai 2026