1 Pendahuluan
Dengan pesatnya perkembangan teknologi komunikasi dalam satu dekade terakhir, bidang penerapan kabel serat optik semakin meluas. Seiring dengan meningkatnya persyaratan lingkungan untuk kabel serat optik, persyaratan kualitas material yang digunakan pun semakin meningkat. Pita penahan air kabel serat optik merupakan material penahan air yang umum digunakan dalam industri kabel serat optik. Perannya sebagai penyegel, kedap air, pelindung kelembapan, dan penyangga pada kabel serat optik telah diakui secara luas, dan variasi serta kinerjanya terus ditingkatkan dan disempurnakan seiring perkembangan kabel serat optik. Dalam beberapa tahun terakhir, struktur "inti kering" diperkenalkan ke dalam kabel optik. Jenis material penahan air kabel ini biasanya berupa kombinasi pita, benang, atau pelapis untuk mencegah air meresap secara longitudinal ke dalam inti kabel. Dengan semakin diterimanya kabel serat optik inti kering, material kabel serat optik inti kering dengan cepat menggantikan senyawa pengisi kabel berbasis petroleum jelly tradisional. Material inti kering menggunakan polimer yang cepat menyerap air untuk membentuk hidrogel, yang mengembang dan mengisi saluran penetrasi air pada kabel. Selain itu, karena bahan inti kering tidak mengandung minyak lengket, tidak diperlukan tisu, pelarut, atau pembersih untuk menyiapkan kabel sebelum penyambungan, dan waktu penyambungan kabel pun jauh lebih singkat. Bobot kabel yang ringan dan daya rekat yang baik antara benang penguat luar dan selubungnya tidak berkurang, menjadikannya pilihan yang populer.
2 Dampak air pada kabel dan mekanisme ketahanan air
Alasan utama perlunya berbagai tindakan pemblokiran air adalah karena air yang masuk ke dalam kabel akan terurai menjadi ion hidrogen dan H-, yang akan meningkatkan rugi-rugi transmisi serat optik, mengurangi kinerja serat, dan memperpendek umur kabel. Tindakan pemblokiran air yang paling umum adalah mengisi dengan pasta petroleum dan menambahkan pita pemblokiran air, yang diisi di celah antara inti dan selubung kabel untuk mencegah air dan kelembapan menyebar secara vertikal, sehingga berperan dalam pemblokiran air.
Ketika resin sintetis digunakan dalam jumlah besar sebagai isolator pada kabel serat optik (pertama-tama pada kabel), bahan-bahan isolasi ini juga tidak kebal terhadap masuknya air. Pembentukan "pohon air" pada bahan isolasi adalah alasan utama untuk dampak pada kinerja transmisi. Mekanisme yang dengannya bahan isolasi dipengaruhi oleh pohon air biasanya dijelaskan sebagai berikut: karena medan listrik yang kuat (hipotesis lain adalah bahwa sifat kimia resin diubah oleh pelepasan elektron yang dipercepat yang sangat lemah), molekul air menembus melalui berbagai jumlah pori mikro yang ada dalam bahan selubung kabel serat optik. Molekul air akan menembus berbagai jumlah pori mikro dalam bahan selubung kabel, membentuk "pohon air", secara bertahap mengumpulkan sejumlah besar air dan menyebar ke arah longitudinal kabel, dan memengaruhi kinerja kabel. Setelah bertahun-tahun penelitian dan pengujian internasional, pada pertengahan tahun 1980-an, untuk menemukan cara menghilangkan cara terbaik untuk menghasilkan pohon air, yaitu, sebelum ekstrusi kabel dibungkus dalam lapisan penyerapan air dan perluasan penghalang air untuk menghambat dan memperlambat pertumbuhan pohon air, menghalangi air di kabel di dalam penyebaran longitudinal; pada saat yang sama, karena kerusakan eksternal dan infiltrasi air, penghalang air juga dapat dengan cepat menghalangi air, bukan pada penyebaran longitudinal kabel.
3 Tinjauan umum penghalang air kabel
3.1 Klasifikasi penghalang air kabel serat optik
Terdapat banyak cara untuk mengklasifikasikan penghalang air kabel optik, yang dapat diklasifikasikan berdasarkan struktur, kualitas, dan ketebalannya. Secara umum, penghalang air dapat diklasifikasikan berdasarkan strukturnya: penghalang air laminasi dua sisi, penghalang air berlapis satu sisi, dan penghalang air film komposit. Fungsi penghalang air terutama disebabkan oleh material berdaya serap air yang tinggi (disebut penghalang air). Material ini dapat mengembang dengan cepat setelah penghalang air terkena air, membentuk gel dalam jumlah besar (penghalang air dapat menyerap air ratusan kali lebih banyak daripada dirinya sendiri), sehingga mencegah pertumbuhan pohon air dan mencegah infiltrasi serta penyebaran air yang berkelanjutan. Material ini mencakup polisakarida alami dan yang dimodifikasi secara kimia.
Meskipun penghambat air alami atau semi-alami ini memiliki sifat-sifat yang baik, mereka juga memiliki dua kelemahan fatal:
1) mudah terurai secara hayati dan 2) sangat mudah terbakar. Hal ini membuatnya kecil kemungkinannya untuk digunakan dalam material kabel serat optik. Jenis material sintetis lain dalam bahan tahan air adalah poliakrilat, yang dapat digunakan sebagai bahan tahan air untuk kabel optik karena memenuhi persyaratan berikut: 1) ketika kering, dapat menangkal tekanan yang dihasilkan selama pembuatan kabel optik;
2) saat kering, dapat menahan kondisi pengoperasian kabel optik (siklus termal dari suhu ruangan hingga 90 °C) tanpa mempengaruhi umur kabel, dan juga dapat menahan suhu tinggi untuk jangka waktu yang singkat;
3) ketika air masuk, mereka dapat membengkak dengan cepat dan membentuk gel dengan kecepatan ekspansi.
4) menghasilkan gel yang sangat kental, bahkan pada suhu tinggi viskositas gel stabil untuk waktu yang lama.
Sintesis bahan anti air dapat dibagi secara luas menjadi metode kimia tradisional – metode fase terbalik (metode polimerisasi ikatan silang air dalam minyak), metode polimerisasi ikatan silang mereka sendiri – metode cakram, metode iradiasi – metode sinar-γ "kobalt 60". Metode ikatan silang didasarkan pada metode radiasi γ "kobalt 60". Metode sintesis yang berbeda memiliki derajat polimerisasi dan ikatan silang yang berbeda dan oleh karena itu persyaratan yang sangat ketat untuk agen penghambat air yang diperlukan dalam pita penghambat air. Hanya sedikit poliakrilat yang dapat memenuhi empat persyaratan di atas, menurut pengalaman praktis, agen penghambat air (resin penyerap air) tidak dapat digunakan sebagai bahan baku untuk satu bagian dari natrium poliakrilat ikatan silang, harus digunakan dalam metode ikatan silang multi-polimer (yaitu berbagai bagian dari campuran natrium poliakrilat ikatan silang) untuk mencapai tujuan kelipatan penyerapan air yang cepat dan tinggi. Persyaratan dasar adalah: penyerapan air kelipatan dapat mencapai sekitar 400 kali, tingkat penyerapan air dapat mencapai menit pertama untuk menyerap 75% air yang diserap oleh tahan air; persyaratan stabilitas termal pengeringan tahan air: tahan suhu jangka panjang 90 ° C, suhu kerja maksimum 160 ° C, ketahanan suhu sesaat 230 ° C (terutama penting untuk kabel komposit fotolistrik dengan sinyal listrik); penyerapan air setelah pembentukan gel persyaratan stabilitas: setelah beberapa siklus termal (20 ° C ~ 95 ° C) Stabilitas gel setelah penyerapan air memerlukan: gel viskositas tinggi dan kekuatan gel setelah beberapa siklus termal (20 ° C hingga 95 ° C). Stabilitas gel sangat bervariasi tergantung pada metode sintesis dan bahan yang digunakan oleh produsen. Pada saat yang sama, semakin cepat laju ekspansi, semakin baik, beberapa produk mengejar kecepatan sepihak, penggunaan aditif tidak kondusif untuk stabilitas hidrogel, penghancuran kapasitas retensi air, tetapi tidak untuk mencapai efek tahan air.
3. 3 karakteristik pita pemblokiran air Karena kabel dalam proses pembuatan, pengujian, pengangkutan, penyimpanan, dan penggunaan harus tahan terhadap uji lingkungan, maka dari perspektif penggunaan kabel optik, persyaratan pita pemblokiran air kabel adalah sebagai berikut:
1) distribusi serat penampilan, bahan komposit tanpa delaminasi dan bubuk, dengan kekuatan mekanik tertentu, cocok untuk kebutuhan kabel;
2) kualitas seragam, dapat diulang, stabil, dalam pembentukan kabel tidak akan terkelupas dan menghasilkan
3) tekanan ekspansi tinggi, kecepatan ekspansi cepat, stabilitas gel yang baik;
4) stabilitas termal yang baik, cocok untuk berbagai pemrosesan selanjutnya;
5) stabilitas kimia tinggi, tidak mengandung komponen korosif, tahan terhadap erosi bakteri dan jamur;
6) kompatibilitas yang baik dengan bahan kabel optik lainnya, tahan oksidasi, dll.
4 Standar kinerja penghalang air kabel optik
Sejumlah besar hasil penelitian menunjukkan bahwa ketahanan air yang tidak memenuhi syarat terhadap stabilitas jangka panjang kinerja transmisi kabel akan menghasilkan kerugian besar. Kerugian ini, dalam proses manufaktur dan inspeksi pabrik kabel serat optik sulit ditemukan, tetapi akan muncul secara bertahap dalam proses pemasangan kabel setelah digunakan. Oleh karena itu, pengembangan standar pengujian yang komprehensif dan akurat tepat waktu, untuk menemukan dasar evaluasi yang dapat diterima semua pihak, telah menjadi tugas yang mendesak. Penelitian, eksplorasi, dan eksperimen ekstensif penulis pada sabuk penahan air telah memberikan dasar teknis yang memadai untuk pengembangan standar teknis sabuk penahan air. Tentukan parameter kinerja nilai penahan air berdasarkan hal berikut:
1) persyaratan standar kabel optik untuk waterstop (terutama persyaratan bahan kabel optik dalam standar kabel optik);
2) pengalaman dalam pembuatan dan penggunaan penghalang air dan laporan pengujian yang relevan;
3) hasil penelitian tentang pengaruh karakteristik pita pemblokir air terhadap kinerja kabel serat optik.
4. 1 Penampilan
Penampilan pita penghalang air harus berupa serat yang terdistribusi secara merata; permukaannya harus rata dan bebas dari kerutan, lipatan, dan sobekan; tidak boleh ada retakan pada lebar pita; bahan komposit harus bebas dari delaminasi; pita harus dililitkan dengan erat dan tepi pita genggam harus bebas dari bentuk "topi jerami".
4.2 Kekuatan mekanis waterstop
Kekuatan tarik waterstop bergantung pada metode pembuatan pita poliester non-woven. Dalam kondisi kuantitatif yang sama, metode viscose memiliki kekuatan tarik yang lebih baik daripada metode canai panas, dan ketebalannya pun lebih tipis. Kekuatan tarik pita penghalang air bervariasi tergantung pada cara kabel dililitkan atau dililitkan di sekeliling kabel.
Ini adalah indikator kunci untuk dua sabuk penahan air, yang metode pengujiannya harus disatukan dengan perangkat, cairan, dan prosedur pengujian. Bahan penahan air utama dalam pita penahan air sebagian adalah natrium poliakrilat yang terikat silang dan turunannya, yang sensitif terhadap komposisi dan sifat persyaratan kualitas air, untuk menyatukan standar tinggi pengembangan pita penahan air, penggunaan air deionisasi harus diutamakan (air suling digunakan dalam arbitrase), karena tidak ada komponen anionik dan kationik dalam air deionisasi, yang pada dasarnya adalah air murni. Pengganda penyerapan resin penyerap air dalam kualitas air yang berbeda sangat bervariasi, jika pengganda penyerapan dalam air murni adalah 100% dari nilai nominal; dalam air keran adalah 40% hingga 60% (tergantung pada kualitas air setiap lokasi); dalam air laut adalah 12%; air bawah tanah atau air selokan lebih kompleks, sulit untuk menentukan persentase penyerapan, dan nilainya akan sangat rendah. Untuk memastikan efek penghalang air dan umur kabel, yang terbaik adalah menggunakan pita penghalang air dengan tinggi pembengkakan > 10 mm.
4.3 Sifat listrik
Secara umum, kabel optik tidak mengandung transmisi sinyal listrik dari kawat logam, jadi tidak melibatkan penggunaan pita air resistansi semikonduktor, hanya 33 Wang Qiang, dll.: pita tahan air kabel optik
Kabel komposit listrik sebelum adanya sinyal listrik, persyaratan khusus sesuai dengan struktur kabel berdasarkan kontrak.
4.4 Stabilitas Termal Sebagian besar jenis pita penahan air dapat memenuhi persyaratan stabilitas termal: ketahanan suhu jangka panjang 90°C, suhu kerja maksimum 160°C, dan ketahanan suhu sesaat 230°C. Kinerja pita penahan air tidak akan berubah setelah jangka waktu tertentu pada suhu tersebut.
Kekuatan gel harus menjadi karakteristik terpenting dari bahan intumescent, sedangkan laju ekspansi hanya digunakan untuk membatasi panjang penetrasi air awal (kurang dari 1 m). Bahan ekspansi yang baik harus memiliki laju ekspansi yang tepat dan viskositas tinggi. Bahan penghalang air yang buruk, bahkan dengan laju ekspansi yang tinggi dan viskositas rendah, akan memiliki sifat penghalang air yang buruk. Ini dapat diuji dengan membandingkan sejumlah siklus termal. Dalam kondisi hidrolitik, gel akan terurai menjadi cairan dengan viskositas rendah yang akan menurunkan kualitasnya. Ini dicapai dengan mengaduk suspensi air murni yang mengandung bubuk pembengkakan selama 2 jam. Gel yang dihasilkan kemudian dipisahkan dari kelebihan air dan ditempatkan dalam viskometer berputar untuk mengukur viskositas sebelum dan sesudah 24 jam pada 95°C. Perbedaan dalam stabilitas gel dapat dilihat. Ini biasanya dilakukan dalam siklus 8 jam dari 20°C hingga 95°C dan 8 jam dari 95°C hingga 20°C. Standar Jerman yang relevan memerlukan 126 siklus 8 jam.
4.5 Kompatibilitas Kompatibilitas penghalang air merupakan karakteristik yang sangat penting terkait masa pakai kabel serat optik dan oleh karena itu harus dipertimbangkan terkait material kabel serat optik yang digunakan. Karena kompatibilitas membutuhkan waktu lama untuk terlihat, uji penuaan dipercepat harus digunakan, yaitu spesimen material kabel dibersihkan, dibungkus dengan lapisan pita kedap air kering, dan disimpan dalam ruang bersuhu konstan 100°C selama 10 hari, setelah itu kualitasnya ditimbang. Kekuatan tarik dan perpanjangan material tidak boleh berubah lebih dari 20% setelah pengujian.
Waktu posting: 22-Jul-2022