การวิเคราะห์วัสดุปลอกหุ้มสายเคเบิลออปติก: การป้องกันรอบด้านตั้งแต่การใช้งานพื้นฐานจนถึงการใช้งานพิเศษ

ปลอกหุ้มหรือปลอกหุ้มภายนอกเป็นชั้นป้องกันชั้นนอกสุดในโครงสร้างสายเคเบิลออปติก โดยส่วนใหญ่ทำจากวัสดุปลอกหุ้ม PE และวัสดุปลอกหุ้ม PVC และวัสดุปลอกหุ้มหน่วงไฟปลอดฮาโลเจนและวัสดุปลอกหุ้มทนทานต่อการติดตามไฟฟ้า ซึ่งใช้ในโอกาสพิเศษ

1. วัสดุหุ้ม PE
PE เป็นตัวย่อของโพลีเอทิลีน ซึ่งเป็นสารประกอบโพลีเมอร์ที่เกิดขึ้นจากการโพลีเมอไรเซชันของเอทิลีน วัสดุปลอกหุ้มโพลีเอทิลีนสีดำทำขึ้นโดยการผสมและทำให้เรซินโพลีเอทิลีนเป็นเม็ดด้วยสารทำให้คงตัว คาร์บอนแบล็ก สารต้านอนุมูลอิสระ และพลาสติไซเซอร์ในสัดส่วนที่แน่นอน วัสดุปลอกหุ้มโพลีเอทิลีนสำหรับปลอกหุ้มสายเคเบิลออปติกสามารถแบ่งออกได้เป็นโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้น (LLDPE) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นปานกลาง (MDPE) และโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) ตามความหนาแน่น เนื่องจากมีความหนาแน่นและโครงสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกัน จึงมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำหรือที่เรียกว่าโพลีเอทิลีนแรงดันสูง เกิดขึ้นจากการโคพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีนที่ความดันสูง (สูงกว่า 1,500 บรรยากาศ) ที่อุณหภูมิ 200-300°C โดยมีออกซิเจนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ดังนั้นโซ่โมเลกุลของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำจึงมีกิ่งก้านหลายกิ่งที่มีความยาวต่างกัน โดยมีกิ่งก้านของโซ่จำนวนมาก โครงสร้างไม่สม่ำเสมอ ความเป็นผลึกต่ำ และความยืดหยุ่นและการยืดตัวที่ดี โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงหรือที่เรียกว่าโพลีเอทิลีนแรงดันต่ำนั้นเกิดจากการพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีนที่ความดันต่ำ (1-5 บรรยากาศ) และ 60-80°C ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิเนียมและไททาเนียม เนื่องจากการกระจายน้ำหนักโมเลกุลที่แคบของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงและการจัดเรียงโมเลกุลที่เป็นระเบียบ จึงมีคุณสมบัติทางกลที่ดี ทนทานต่อสารเคมีได้ดี และใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง วัสดุปลอกหุ้มโพลีเอทิลีนความหนาแน่นปานกลางนั้นทำขึ้นโดยการผสมโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงและโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำในสัดส่วนที่เหมาะสม หรือโดยการพอลิเมอไรเซชันโมโนเมอร์เอทิลีนและโพรพิลีน (หรือโมโนเมอร์ตัวที่สองของ 1-บิวทีน) ดังนั้น ประสิทธิภาพของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นปานกลางจึงอยู่ระหว่างโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงและโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ และมีทั้งความยืดหยุ่นของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำและความต้านทานการสึกหรอและแรงดึงที่ยอดเยี่ยมของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้นถูกทำให้เป็นโพลิเมอร์โดยใช้เฟสก๊าซแรงดันต่ำหรือวิธีสารละลายด้วยโมโนเมอร์เอทิลีนและ 2-โอเลฟิน ระดับการแตกแขนงของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้นอยู่ระหว่างความหนาแน่นต่ำและความหนาแน่นสูง จึงมีความต้านทานการแตกร้าวจากความเค้นด้านสิ่งแวดล้อมที่ยอดเยี่ยม ความต้านทานการแตกร้าวจากความเค้นด้านสิ่งแวดล้อมเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญอย่างยิ่งในการระบุคุณภาพของวัสดุ PE ซึ่งหมายถึงปรากฏการณ์ที่ชิ้นทดสอบวัสดุที่อยู่ภายใต้การแตกร้าวจากความเค้นดัดในสภาพแวดล้อมของสารลดแรงตึงผิว ปัจจัยที่มีผลต่อการแตกร้าวจากความเค้นของวัสดุ ได้แก่ น้ำหนักโมเลกุล การกระจายน้ำหนักโมเลกุล ความเป็นผลึก และโครงสร้างจุลภาคของโซ่โมเลกุล ยิ่งน้ำหนักโมเลกุลมีขนาดใหญ่ การกระจายน้ำหนักโมเลกุลก็จะแคบลง การเชื่อมต่อระหว่างเวเฟอร์ก็จะมากขึ้น วัสดุก็จะมีความต้านทานการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อมดีขึ้น และวัสดุก็จะมีอายุการใช้งานนานขึ้น ในเวลาเดียวกัน การตกผลึกของวัสดุก็ส่งผลต่อตัวบ่งชี้นี้เช่นกัน ยิ่งผลึกต่ำลง วัสดุก็จะมีความต้านทานการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อมดีขึ้น ความแข็งแรงในการดึงและการยืดตัวเมื่อขาดของวัสดุ PE เป็นอีกตัวบ่งชี้ในการวัดประสิทธิภาพของวัสดุ และยังสามารถทำนายจุดสิ้นสุดของการใช้งานวัสดุได้อีกด้วย ปริมาณคาร์บอนในวัสดุ PE สามารถต้านทานการกัดกร่อนของรังสีอัลตราไวโอเลตบนวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสารต้านอนุมูลอิสระสามารถปรับปรุงคุณสมบัติการต้านอนุมูลอิสระของวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2.วัสดุหุ้ม PVC
วัสดุทนไฟ PVC มีอะตอมคลอรีนซึ่งจะเผาไหม้ในเปลวไฟ เมื่อเผาไหม้จะสลายตัวและปล่อยก๊าซ HCL ที่กัดกร่อนและเป็นพิษจำนวนมากซึ่งจะก่อให้เกิดอันตรายรอง แต่จะดับลงเองเมื่อออกจากเปลวไฟ ดังนั้นจึงมีลักษณะไม่ลามไฟ ในขณะเดียวกัน วัสดุหุ้ม PVC มีความยืดหยุ่นและยืดหยุ่นได้ดี และใช้กันอย่างแพร่หลายในสายเคเบิลออปติกในร่ม

3. วัสดุหุ้มทนไฟปลอดฮาโลเจน
เนื่องจากโพลีไวนิลคลอไรด์จะผลิตก๊าซพิษเมื่อถูกเผาไหม้ ผู้คนจึงได้พัฒนาวัสดุปลอกหน่วงไฟที่มีควันน้อย ปราศจากฮาโลเจน ปลอดสารพิษ และสะอาด นั่นคือการเติมสารหน่วงไฟอนินทรีย์ Al(OH)3 และ Mg(OH)2 ลงในวัสดุปลอกธรรมดา ซึ่งจะปล่อยน้ำใสเมื่อเผชิญกับไฟและดูดซับความร้อนจำนวนมาก จึงป้องกันไม่ให้อุณหภูมิของวัสดุปลอกเพิ่มขึ้นและป้องกันการเผาไหม้ เนื่องจากมีการเติมสารหน่วงไฟอนินทรีย์ลงในวัสดุปลอกหน่วงไฟปลอดฮาโลเจน ทำให้ค่าการนำไฟฟ้าของพอลิเมอร์เพิ่มขึ้น ในขณะเดียวกัน เรซินและสารหน่วงไฟอนินทรีย์เป็นวัสดุสองเฟสที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ในระหว่างการประมวลผล จำเป็นต้องป้องกันไม่ให้สารหน่วงไฟผสมกันอย่างไม่สม่ำเสมอในพื้นที่ ควรเติมสารหน่วงไฟอนินทรีย์ในปริมาณที่เหมาะสม หากสัดส่วนมากเกินไป ความแข็งแรงเชิงกลและการยืดตัวเมื่อวัสดุขาดจะลดลงอย่างมาก ตัวบ่งชี้สำหรับการประเมินคุณสมบัติการหน่วงไฟของสารหน่วงไฟปลอดฮาโลเจน ได้แก่ ดัชนีออกซิเจนและความเข้มข้นของควัน ดัชนีออกซิเจนคือความเข้มข้นของออกซิเจนขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับวัสดุเพื่อรักษาสมดุลการเผาไหม้ในก๊าซผสมของออกซิเจนและไนโตรเจน ยิ่งดัชนีออกซิเจนสูงเท่าใด คุณสมบัติการหน่วงไฟของวัสดุก็จะดีขึ้นเท่านั้น ความเข้มข้นของควันคำนวณได้จากการวัดการส่งผ่านของลำแสงขนานที่ผ่านควันที่เกิดจากการเผาไหม้ของวัสดุในพื้นที่และความยาวเส้นทางแสงที่กำหนด ยิ่งความเข้มข้นของควันต่ำเท่าใด การปล่อยควันก็จะต่ำลงและประสิทธิภาพของวัสดุก็จะดีขึ้นเท่านั้น

4. วัสดุปลอกหุ้มป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร
มีสายเคเบิลออปติกแบบรองรับตัวเองแบบออลมีเดีย (ADSS) มากขึ้นเรื่อยๆ ที่วางอยู่ในเสาเดียวกันกับสายไฟฟ้าแรงสูงเหนือศีรษะในระบบสื่อสารไฟฟ้า เพื่อเอาชนะอิทธิพลของสนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำแรงสูงบนปลอกหุ้มสายเคเบิล ผู้คนจึงได้พัฒนาและผลิตวัสดุปลอกหุ้มที่ต้านทานไฟฟ้าได้ชนิดใหม่ โดยวัสดุปลอกหุ้มจะควบคุมปริมาณคาร์บอนแบล็กอย่างเคร่งครัด รวมถึงขนาดและการกระจายตัวของอนุภาคคาร์บอนแบล็ก โดยเพิ่มสารเติมแต่งพิเศษเพื่อให้วัสดุปลอกหุ้มมีประสิทธิภาพต้านทานไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม