เหตุใด PBT จึงเป็นวัสดุที่นิยมใช้สำหรับท่อหลวมของใยแก้วนำแสง?

ท่อร้อยสายใยแก้วนำแสงแบบหลวมเป็นโครงสร้างสำคัญที่ช่วยปกป้องเส้นใยจากแรงกดภายนอกและรับประกันประสิทธิภาพการส่งสัญญาณที่เสถียร การเลือกใช้วัสดุมีผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือทางกลและอายุการใช้งานของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

เหตุใด PBT จึงเป็นที่นิยมมากกว่า

โพลีบิวทิลีนเทเรฟทาเลต (PBT)โดยทั่วไปแล้ว วัสดุนี้มีค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นประมาณ 2–3 GPa ซึ่งสูงกว่า PA12 (โพลีอะไมด์ 12) ซึ่งมีค่าประมาณ 1.2–1.8 GPa หมายความว่าวัสดุจะเสียรูปน้อยกว่าภายใต้แรงกดเท่ากัน และทนต่อการบีบอัดด้านข้างได้ดีกว่า

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้นโดยประมาณคือ (6–10) × 10⁻⁵ /°C ซึ่งให้ความเสถียรของมิติที่ดีเยี่ยม ช่วยควบคุมความยาวส่วนเกินของเส้นใยและลดความเสี่ยงของการโค้งงอเล็กน้อยภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

นอกจากนี้ การดูดซับความชื้นต่ำ ความทนทานต่อสารเคมีที่ดี และต้นทุนที่ไม่สูงเกินไป ทำให้ PBT เป็นหนึ่งในวัสดุหลักสำหรับการใช้งานในท่อหลวม

ควรทราบว่า PBT เป็นพอลิเมอร์กึ่งผลึก และระดับความเป็นผลึกขึ้นอยู่กับสภาวะการขึ้นรูปด้วยการอัดรีดอย่างมาก การควบคุมกระบวนการที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการ achieving ประสิทธิภาพที่เสถียร

พารามิเตอร์ควบคุมหลักสามประการ

ความเสถียรในการทำงานของสายเคเบิลแบบท่อหลวมขึ้นอยู่กับการควบคุมอย่างเข้มงวดของพารามิเตอร์หลักสามประการ ซึ่งแต่ละประการส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของสายเคเบิลในระยะยาว:

ดัชนีการไหลของเนื้อหลอมเหลว (MFI):

ค่านี้สะท้อนถึงความสามารถในการไหลของการอัดขึ้นรูป สำหรับ PBT เกรดท่อหลวม โดยทั่วไปจะควบคุมอยู่ที่ 7.0–15.0 กรัม/10 นาที ค่านี้ต้องเหมาะสมกับอุปกรณ์การผลิต มิฉะนั้น คุณภาพการขึ้นรูปท่ออาจได้รับผลกระทบ

การหดตัว:

พฤติกรรมการหดตัวเนื่องจากความร้อนส่งผลต่อการกระจายความยาวส่วนเกินของเส้นใยภายในท่อ ซึ่งส่งผลต่อการสูญเสียจากการโค้งงอเล็กน้อยและประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ นี่เป็นปัจจัยสำคัญต่อการส่งผ่านแสงที่เสถียร

ความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพจากน้ำร้อน:

พันธะเอสเทอร์ในสายโซ่โมเลกุลของ PBT อาจเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสได้ภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและความชื้นสูง ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง การทดสอบเร่งอายุโดยใช้การทดสอบในภาชนะรับแรงดัน ซึ่งประเมินความหนืดภายในและการคงอยู่ของคุณสมบัติทางกล เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการประเมินความน่าเชื่อถือในระยะยาว นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ PBT ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสายเคเบิลใยแก้วนำแสงใต้ดินและในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

วัสดุทางเลือกและการดัดแปลงสำหรับการใช้งานพิเศษ

ไม่ใช่ทุกการใช้งานที่เหมาะสมกับ PBT บริสุทธิ์ ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม อาจมีการใช้วัสดุทางเลือกและเทคโนโลยีการดัดแปลงเพิ่มเติมเพื่อเสริม:

พีพี (โพลีโพรพีลีน):

PP มีความทนทานต่อการไฮโดรไลซิสได้ดีกว่าและมีความยืดหยุ่นดี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีขั้วต่ำ ความเข้ากันได้กับสารเติมแต่งจึงขึ้นอยู่กับระบบการผสมเฉพาะ และต้องได้รับการประเมินอย่างรอบคอบ

PA12 (โพลีอะไมด์ 12):

PA12 เคยถูกนำมาใช้ในการออกแบบท่อหลวมในยุคแรกๆ แต่เนื่องจากมีค่าโมดูลัสต่ำกว่าและมีราคาสูงกว่า จึงถูกแทนที่ในงานใช้งานทั่วไปเป็นส่วนใหญ่ ปัจจุบัน PA12 จึงถูกนำไปใช้ในงานเฉพาะกลุ่มที่ต้องการความยืดหยุ่นสูงเป็นหลัก

แนวทางการปรับเปลี่ยน:

การปรับปรุงประสิทธิภาพการต้านทานการงอที่พบได้บ่อยที่สุดคือการผสม PBT กับ TPEE (เทอร์โมพลาสติกโพลีเอสเตอร์อีลาสโตเมอร์) โครงสร้างแบบส่วนแข็ง/ส่วนอ่อนช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการงอซ้ำๆ ซึ่งตรงตามข้อกำหนดสำหรับการต่อสายเคเบิลและการจัดวางสายเคเบิลแบบไดนามิก

นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาระบบการผสม PET/PBT เพื่อให้ได้สมดุลระหว่างประสิทธิภาพและต้นทุน

ข้อกำหนดประสิทธิภาพที่สำคัญของสารอุดรอยรั่ว (เจลสำหรับสายเคเบิล)

สารที่บรรจุอยู่ภายในท่อเป็นตัวกลางป้องกันที่สำคัญสำหรับใยแก้วนำแสง และประสิทธิภาพของสารนี้จะถูกประเมินโดยปัจจัยหลักดังต่อไปนี้:

ทิกโซโทรปี:

เมื่อได้รับแรงเฉือน วัสดุนี้จะมีพฤติกรรมคล้ายของเหลวที่มีความหนืดต่ำ ทำให้เติมได้ง่าย และเมื่ออยู่นิ่งก็จะกลับคืนสู่สภาพเจลอย่างรวดเร็ว ช่วยรองรับแรงกระแทกและปกป้องเส้นใยจากแรงกระแทกได้ในระยะยาว

การเกิดไฮโดรเจน (ระดับการสร้างไฮโดรเจน):

การแทรกซึมของไฮโดรเจนเข้าไปในใยแก้วนำแสงทำให้การสูญเสียการส่งสัญญาณเพิ่มขึ้น ดังนั้น สารที่ใช้เติมในใยแก้วนำแสงจึงต้องมีการสร้างไฮโดรเจนในระดับต่ำมาก ผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงอาจมีสารกำจัดไฮโดรเจนเพื่อลดความเสี่ยงลงไปอีก

ความสะอาดและความเข้ากันได้:

สารประกอบดังกล่าวต้องมีความสม่ำเสมอ ปราศจากสิ่งเจือปนและฟองอากาศ และเข้ากันได้ทางเคมีกับสารเคลือบเส้นใยและวัสดุท่อ เพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพหรือผลกระทบจากปฏิกิริยาระหว่างกัน

ตั้งแต่การควบคุมการตกผลึกของ PBT ไปจนถึงการเพิ่มประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการดัดแปลง และสุดท้ายคือประสิทธิภาพของสารเติมเต็ม ทุกขั้นตอนต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อให้มั่นใจได้ถึงการส่งผ่านแสงที่เสถียรในระยะยาว และเป็นรากฐานที่เชื่อถือได้สำหรับเครือข่ายการสื่อสาร