การวิเคราะห์วัสดุเปลือกเคเบิลแบบออปติก: การป้องกันรอบด้านตั้งแต่การใช้งานขั้นพื้นฐานไปจนถึงการใช้งานพิเศษ

เปลือกหรือเปลือกนอกเป็นชั้นป้องกันด้านนอกสุดในโครงสร้างสายเคเบิลออปติคัล ซึ่งส่วนใหญ่ทำจากวัสดุเปลือก PE และวัสดุเปลือก PVC และใช้วัสดุเปลือกที่หน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนและวัสดุเปลือกที่ทนต่อการติดตามด้วยไฟฟ้าใช้ในโอกาสพิเศษ

1. วัสดุเปลือก PE
PE เป็นตัวย่อของโพลีเอทิลีนซึ่งเป็นสารประกอบโพลีเมอร์ที่เกิดจากปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีน วัสดุเปลือกโพลีเอทิลีนสีดำทำขึ้นโดยการผสมและบดเรซินโพลีเอทิลีนอย่างสม่ำเสมอด้วยสารเพิ่มความคงตัว คาร์บอนแบล็ค สารต้านอนุมูลอิสระ และพลาสติไซเซอร์ในสัดส่วนที่แน่นอน วัสดุเปลือกโพลีเอทิลีนสำหรับปลอกสายเคเบิลแบบออปติกสามารถแบ่งออกเป็นโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE), โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้น (LLDPE), โพลีเอทิลีนความหนาแน่นปานกลาง (MDPE) และโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) ตามความหนาแน่น เนื่องจากความหนาแน่นและโครงสร้างโมเลกุลต่างกันจึงมีคุณสมบัติต่างกัน โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำหรือที่เรียกว่าโพลีเอทิลีนแรงดันสูง เกิดขึ้นจากโคพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีนที่ความดันสูง (สูงกว่า 1,500 บรรยากาศ) ที่อุณหภูมิ 200-300°C โดยมีออกซิเจนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ดังนั้นสายโซ่โมเลกุลของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำจึงมีหลายกิ่งที่มีความยาวต่างกัน โดยมีการแตกแขนงของสายโซ่ในระดับสูง โครงสร้างที่ไม่ปกติ มีความเป็นผลึกต่ำ และมีความยืดหยุ่นและการยืดตัวที่ดี โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงหรือที่เรียกว่าโพลิเอทิลีนความดันต่ำ เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันของเอทิลีนที่ความดันต่ำ (1-5 บรรยากาศ) และอุณหภูมิ 60-80°C ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาอลูมิเนียมและไทเทเนียม เนื่องจากการกระจายน้ำหนักโมเลกุลที่แคบของโพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูงและการจัดเรียงโมเลกุลอย่างเป็นระเบียบ โพลีเอทิลีนจึงมีคุณสมบัติทางกลที่ดี ทนต่อสารเคมีได้ดี และใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง วัสดุเปลือกโพลีเอทิลีนความหนาแน่นปานกลางผลิตโดยการผสมโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงและโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำในสัดส่วนที่เหมาะสม หรือโดยการโพลิเมอไรซ์เอทิลีนโมโนเมอร์และโพรพิลีน (หรือโมโนเมอร์ตัวที่สองของ 1-บิวทีน) ดังนั้น ประสิทธิภาพของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นปานกลางจึงอยู่ระหว่างประสิทธิภาพของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงและโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ และมีทั้งความยืดหยุ่นของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำและความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานแรงดึงที่ดีเยี่ยมของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง โพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้นถูกโพลิเมอไรซ์โดยเฟสก๊าซความดันต่ำหรือวิธีการแก้ปัญหาด้วยเอทิลีนโมโนเมอร์และ 2-โอเลฟิน ระดับการแตกแขนงของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้นอยู่ระหว่างความหนาแน่นต่ำและความหนาแน่นสูง ดังนั้นจึงมีความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อมได้ดีเยี่ยม ความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อมเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญอย่างยิ่งในการระบุคุณภาพของวัสดุ PE มันหมายถึงปรากฏการณ์ที่ชิ้นทดสอบวัสดุอยู่ภายใต้การแตกร้าวความเค้นดัดงอในสภาพแวดล้อมของสารลดแรงตึงผิว ปัจจัยที่ส่งผลต่อการแตกร้าวจากความเค้นของวัสดุ ได้แก่ น้ำหนักโมเลกุล การกระจายน้ำหนักโมเลกุล ความตกผลึก และโครงสร้างจุลภาคของสายโซ่โมเลกุล ยิ่งน้ำหนักโมเลกุลมากขึ้น การกระจายน้ำหนักโมเลกุลก็จะยิ่งแคบลง การเชื่อมต่อระหว่างเวเฟอร์ก็จะมากขึ้น ความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อมของวัสดุก็จะดีขึ้น และอายุการใช้งานของวัสดุก็จะนานขึ้น ในขณะเดียวกัน การตกผลึกของวัสดุก็ส่งผลต่อตัวบ่งชี้นี้เช่นกัน ยิ่งความเป็นผลึกต่ำ ความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อมของวัสดุก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ความต้านทานแรงดึงและการยืดตัวเมื่อแตกหักของวัสดุ PE เป็นอีกตัวบ่งชี้ในการวัดประสิทธิภาพของวัสดุ และยังสามารถทำนายจุดสิ้นสุดของการใช้วัสดุได้อีกด้วย ปริมาณคาร์บอนในวัสดุ PE สามารถต้านทานการกัดกร่อนของรังสีอัลตราไวโอเลตบนวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสารต้านอนุมูลอิสระสามารถปรับปรุงคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระของวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2. วัสดุเปลือกพีวีซี
วัสดุหน่วงไฟ PVC มีอะตอมของคลอรีนซึ่งจะเผาไหม้ในเปลวไฟ เมื่อเผาไหม้จะสลายตัวและปล่อยก๊าซ HCL ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและเป็นพิษจำนวนมาก ซึ่งจะก่อให้เกิดอันตรายรอง แต่จะดับเองเมื่อออกจากเปลวไฟ ดังนั้นจึงมีลักษณะไม่ลุกลามเปลวไฟ ในเวลาเดียวกัน วัสดุเปลือกพีวีซีมีความยืดหยุ่นและขยายได้ดี และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสายแสงในร่ม

3. วัสดุเปลือกหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน
เนื่องจากโพลีไวนิลคลอไรด์จะผลิตก๊าซพิษเมื่อเผาไหม้ ผู้คนจึงพัฒนาวัสดุเปลือกหน่วงไฟที่สะอาด ไร้ควัน ปราศจากฮาโลเจน ปลอดสารพิษ นั่นคือการเพิ่มสารหน่วงไฟอนินทรีย์ Al(OH)3 และ Mg(OH)2 สู่วัสดุเปลือกธรรมดาซึ่งจะปล่อยน้ำใสเมื่อเจอไฟและดูดซับความร้อนได้มาก จึงทำให้อุณหภูมิของวัสดุเปลือกไม่สูงขึ้นและป้องกันการเผาไหม้ เนื่องจากสารหน่วงไฟอนินทรีย์ถูกเติมลงในวัสดุเปลือกสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน ค่าการนำไฟฟ้าของโพลีเมอร์จึงเพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกัน เรซินและสารหน่วงไฟอนินทรีย์เป็นวัสดุสองเฟสที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ในระหว่างการประมวลผล จำเป็นต้องป้องกันไม่ให้สารหน่วงไฟปะปนกันอย่างไม่สม่ำเสมอในพื้นที่ ควรเติมสารหน่วงไฟอนินทรีย์ในปริมาณที่เหมาะสม หากสัดส่วนใหญ่เกินไป ความแข็งแรงเชิงกลและการยืดตัวเมื่อแตกหักของวัสดุจะลดลงอย่างมาก ตัวชี้วัดสำหรับการประเมินคุณสมบัติสารหน่วงไฟของสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน ได้แก่ ดัชนีออกซิเจนและความเข้มข้นของควัน ดัชนีออกซิเจนคือความเข้มข้นของออกซิเจนขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับวัสดุเพื่อรักษาการเผาไหม้ที่สมดุลในก๊าซผสมของออกซิเจนและไนโตรเจน ยิ่งดัชนีออกซิเจนมีค่ามากเท่าใด คุณสมบัติหน่วงการติดไฟของวัสดุก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ความเข้มข้นของควันคำนวณโดยการวัดการส่งผ่านของลำแสงคู่ขนานที่ผ่านควันที่เกิดจากการเผาไหม้ของวัสดุในพื้นที่ที่กำหนดและความยาวเส้นทางแสง ยิ่งความเข้มข้นของควันต่ำ การปล่อยควันก็จะยิ่งต่ำลง และประสิทธิภาพของวัสดุก็จะดีขึ้นตามไปด้วย

4. วัสดุปลอกหุ้มกันรอยไฟฟ้า
มีสายเคเบิลออปติคอลที่รองรับสื่อทั้งหมด (ADSS) จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ที่วางอยู่ในอาคารเดียวกันซึ่งมีสายไฟฟ้าแรงสูงเหนือศีรษะในระบบสื่อสารกำลัง เพื่อที่จะเอาชนะอิทธิพลของสนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำไฟฟ้าแรงสูงบนปลอกสายเคเบิล ผู้คนได้พัฒนาและผลิตวัสดุเปลือกป้องกันแผลเป็นด้วยไฟฟ้าชนิดใหม่ ซึ่งเป็นวัสดุเปลือกโดยการควบคุมเนื้อหาของคาร์บอนแบล็คอย่างเคร่งครัด ขนาดและการกระจายของอนุภาคคาร์บอนแบล็ค โดยเติมสารเติมแต่งพิเศษเพื่อทำให้วัสดุปลอกมีประสิทธิภาพในการต้านทานรอยแผลเป็นจากไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม