上海道普化学国际贸易有限公司官方网站

道普化学
Select Language: English

聚异丁烯在电缆膏光缆膏中的应用

聚异丁烯在电缆膏光缆膏中的应用

一)电(光)缆填充膏简介

1)填充膏组成
通信电(光)缆用填充膏是由不同的基础油、增稠剂和添加剂组成的。一般来说,电缆膏是由石蜡油、低分子聚乙烯,增粘剂等组成。
2)填充膏分类
按工艺可分为:(1)热熔型;(2)触变型
按应用情况不同,分为:
(1)光纤填充膏(纤膏):指与光纤直接接触,填充于松套光纤管内;
(2)缆芯填充膏(缆膏):指成缆工艺中填充于光缆缆芯中的油膏;
(3)护套用填充膏:指涂覆于缆芯和护套之间的油膏,主要性能指标见表2。
按填充膏的触变性上看又可分为(1)触变型;(2)和非触变型
按组成分为:(1)矿物油膏;(2)合成油膏;(3)硅油膏。

二)光缆填充膏的作用

光缆填充膏是光缆密封和保护光纤必不可少的材料,它能有效地防止水份和潮气侵入光缆
内部,是保证通信传输质量的关键材料之一,在填充式通信光缆中应用非常广泛。
1)光缆的理想松包缓冲材料:光纤在其中可随光缆的状态变化自动调节到低能位置(应力
释放)而免受外界带来的应力损伤;
2)密封:使光纤和光缆元件免受外界环境的侵蚀;
3)阻水:阻止水沿光缆纵向渗入。
由于光缆的制造、试验、运输、贮存和使用过程中要经受环境变化的考验,填充膏必须经受得起这些考验,且不能影响光缆的性能。如果有影响,必须限制在允许的范围内,超出限度就会对光缆的可靠性造成威胁。填充膏具备什么指标才不致对光缆的可靠性造成威胁,正是标准要解决的问题。

三)影响电光缆膏的因素

1) 粘度
纤膏大多为触变性,缆膏大多为非触变性或低触变性,两者之间有很大差别,且同一类型油膏按加工(冷填充、端接处理)特性要求也有相当大的范围。因此在光缆的加工过程和长期使用中选择合适的粘度,是非常重要的。一般地讲,粘度既不要过大,也不要过小,因为在加工过程中,希望粘度小,便于填入缆芯内。但粘度太小,则加工时填充膏易流失,在缆芯受力时起不到缓冲的作用,而若粘度过大,影响纤芯的自由伸缩,易产生应力集中,造成微弯和大弯损耗。


2)闪点、滴点和蒸发损失
闪点体现填充膏在空气中自燃的可能性,应保证在光缆试验和使用的整个温度范围内不自燃。滴点主要用于表示油膏的最高使用温度。对纤膏而言,要求其热膨胀系数要小、闪点要高、挥发度要低,而缆膏的要求则可以低一些。蒸发损失几乎完全取决于组成的基础油种
类、性质、馏分组成和分子量。蒸发度随温度升高而增大,在一定温度下的蒸发损失总重量随时间的增加而增多,但蒸发速率随时间的增加而降低。


3)锥入度
常温下的锥入度主要保证其有良好的加工性能。要求一定的低温锥入度是为了保证不引
起光纤损耗增加。而对缆膏而言,只要不影响光缆的低温柔软性即可。

4) 遇水阻水性能
填充膏遇水阻水填充膏在遇水时会释放出一种超强聚合物,与水形成一稳定的凝胶体,从而堵塞渗水通道和空隙,阻止潮气和水分继续向缆内纵横向渗透。

5)油分离和氧化诱导期
油分离是考核在一定温度下油从填充膏中分离出来的数量。若油分离过大,则在使用过程中油易从缆芯中分离滴落,将导致油膏变硬,对线芯产生应力,影响填充和传输质量等。一般情况下只要把该指标控制在一定范围内,则对电缆光缆的影响不大。氧化诱导期是表明填充膏耐氧化分解的能力,通常是采用差热分析来测定的。油膏在高温氧气作用下,发生催化氧化反应,来判断油膏的热稳定性能,氧化诱导期时间越长,氧化安定性越好。

6)析氢和酸值
由于填充膏的组成中有油+添加剂,就包含了许多酸性组分,若酸性过大,则对周围材料产生影响,如氧化、腐蚀等,还可能在水的作用下产生-OH离子,作用于光纤表面,对光缆的传输造成不良影响。因此应严格控制填充膏的酸值。析氢是影响光缆传输衰减的重要因素之一,它可导致光纤强度下降,衰减增加等。

7)   介电性能
对于有电性能指标要求的电缆光缆填充膏,其介电性能应能满足电缆光缆的电性能要求,这是很重要的指标,即介电常数、介质损耗、体积电阻率,因为油膏组分的分子具有不同的极性,在外电场作用下,分子中正、负电荷产生极化,而产生微弱的导电。如果油膏介电性能不好,会导致电缆光缆的绝缘电阻降低,绝缘强度下降,对回路的电容不平衡、回路间的串音衰减带来不良影响,因此填充膏的电性能指标,是保证通信电缆光缆产品的质量极其重要的一项要求。

8)   相容性
是指填充膏与通信电缆材料和通信光缆材料在长期接触使用过程中,不会导致其结构变化,以及机械性能和电性能变坏,即油膏不会与其它材料产生明显的物理和化学作用。相容性的好坏需要相当长的时间才能显现出来,据有关资料和一系列试验表明,差的油膏可导致光纤涂层劣化、光纤强度下降、易开裂或剥离困难。油膏对塑料和纤维等材料产生溶胀和增塑,导致对其组织和结构重组,内应力增大,易造成开裂、使抗张强度下降,不良油膏还可以使金属复合带起泡或分层。另外不同的油膏与不同的材料相容性的结果也会不同,这里没有一定规律性。因此相容性是针对不同的油膏与不同的材料长期相接触所表现出的性能变化。

四)聚异丁烯在电光缆膏中的应用

填充膏的主要功能是防水,即阻止水分子向光纤表面渗透。因此,任何亲水性的物质均不应用作基础配方。表面化学的理论表明可用HLB值(hydrophile-lipophile balance value)即亲憎平衡值来确定物质的亲水、琉水性能:疏水愈甚,HLB值愈小;亲水愈佳,HLB值愈大。据此,配方设计时首选了HLB=0的液体石蜡以及HLB同样很低的二甲基硅油作为基料。
除硅油类物质外,包括液体石蜡在内的大多数液态有机物的粘度皆随温度降低而迅速增加。为使填充膏不致困低温过粘或高温过稀而影响成缆工艺。必需调节其粘度指数,即改变其粘度随温度的变化率。常用的粘度指数改进剂有聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸一极性单体共聚物、聚异丁烯、烯烃共聚物、聚烷基苯乙烯等高分子化台物。它们的共同之处是:低温下在基础油中有较强的凝聚力,分子呈卷曲状。故粘度增加不大,高温下.凝聚力减小,分子链展开,故可增加粘度。
上述改进剂中以聚甲基丙烯酸酯应用最广,但此处却选用了聚异丁烯。原因是:
1)前者是HLB值较高的极性化台物,后者是HLB值接近于零的非极性疏水物质;
2)聚异丁烯的化学性能稳定,在200℃下加热24小时,无明显的热分辑;
3)聚异丁烯与非极性镪质有良好的共混性,使填充膏得以长期稳定的使用而不会发生油分离;
4)更重要的是,聚异丁烯同时又是一种降凝剂(自身凝固点:-80~ -60℃.用量适当可使填充膏在-40℃的低温下也不会凝固。

上海市工商
行政管理局
沪公网安备
31011502003511号