室内光缆作为光通信领域中的重要组成部分,其应用范围已经远远超出了传统的室内布线,涵盖了光纤到户、通讯基站射频拉远、安防监控等多个领域。然而,随着应用环境的日益复杂化和对光缆性能的更高要求,传统的光缆材料已经无法满足需求。因此,新型高性能材料的研发和应用成为了室内光缆领域的重要方向。
首先,室内光缆的材料需要具备优异的机械性能,以适应各种复杂的应用场景。例如,在光纤到户领域,光缆需要承受拉力、压力、弯曲等多种力的作用,因此对材料的抗拉强度、抗压力、弯曲度等性能提出了较高的要求。在通讯基站射频拉远领域,光缆需要长期暴露在高温、高湿度等恶劣环境中,因此对材料的耐高温、耐腐蚀、耐潮湿等性能提出了较高的要求。
其次,室内光缆的材料需要具备良好的环境性能。在光缆的应用过程中,材料可能会与油脂、溶剂、盐溶液等物质接触,因此需要具备良好的耐油、耐溶剂、耐盐等性能。此外,随着环保意识的不断提高,室内光缆的材料也需要满足低烟、低卤、无毒等环保要求。
针对这些需求,研究人员开发出了一系列新型高性能材料,如尼龙、聚四氟乙烯(PTFE)、硅橡胶等。以下将详细介绍这些材料的性能特点和应用领域。
1. 尼龙材料
尼龙材料是一种具有良好力学性能的热塑性塑料,具有抗拉强度高、耐冲击、耐磨等特点。尼龙材料可以用于光纤紧套层,以提高光缆的抗拉、抗冲击性能。同时,尼龙材料具有良好的耐油、耐溶剂、耐盐等性能,适用于多种应用场景。
2. 聚四氟乙烯(PTFE)材料
PTFE材料是一种具有优异耐高温、耐腐蚀、耐油、耐溶剂、耐潮湿等性能的特种工程塑料。PTFE材料可以用于光缆的护套层,以提高光缆的机械性能和耐环境性能。此外,PTFE材料具有低摩擦系数、不粘附等特点,适用于高速运动的光缆。
3. 硅橡胶材料
硅橡胶材料是一种具有优异耐高温、耐低温、耐油、耐溶剂、耐潮湿等性能的橡胶材料。硅橡胶材料可以用于光缆的护套层,以提高光缆的机械性能和耐环境性能。此外,硅橡胶材料具有良好的生物相容性和环保性能,适用于医用、食品等领域。
总之,随着室内光缆应用领域的不断拓展,新型高性能材料在光缆领域的应用越来越广泛。这些新型材料不仅提高了光缆的性能,也推动了室内光缆行业的发展。未来,随着新材料研发的不断深入,室内光缆的性能将得到进一步提升,为光通信领域的发展提供有力支持。
摘要: 本文主要介绍了几种高性能材料在室内光缆中的应用,具体阐述了在室内光缆开发中,常规材料性能有限,已经远远不能满足各种环境的使用要求,利用各种特殊材料所具有的优势,才使得室内光缆的性能具有突破性。本文相关数据和观点谨与读者交流探讨,仅供参考。
关键词:室内光缆阻燃 低烟无卤 耐油 耐高温 超柔 结晶 弹性体
1. 前言
当今的光通信光缆中室内光缆已经成为大家关注的焦点。早期的室内光缆比较多的运用于通讯设备间互联跳接及室内综合布线,结构也比较单一,现今的室内光缆已经远远超出了这些范畴,广泛的应用于光纤到户、通讯基站射频拉远、安防监控、感温感测、军用野战、应急抢修等诸多领域,其应用环境也经早已超出了纯粹意义上“室内”的概念,在机械性能、环境性能、阻燃环保性能上提出了更高的要求。正是诸多错综复杂的要求使得室内光缆的结构设计、材料选用、工艺制定和试验方法也花样繁多。
在室内光缆设计过程中,光纤和加强构件的选用和设计相对比较简单,作为保护单元的各类护套材料则性能各异,首先要确定性能的符合性,其次要考虑成本的合理性,同时也要满足易于加工的可行性,所以选用合适的护套材料成为了最为关键的步骤。
2. 室内光缆的一般要求
早期作为设备跳线和室内综合布线使用的室内光缆,通常都采用紧套光纤作为最基本的单元,放置在中心位置,用芳纶均匀分布在周围,然后松包一层或多层护套材料作成型保护。其中光纤紧套层主要起缓冲作用,减免外力对光纤的侧向弯折或冲击受力,紧套层通常采用PVC或LSZH;芳纶是主要的抗拉元件,首先承受和抵消光缆受到的纵向拉力;外护套通常也采用PVC或LSZH材质,能有效减缓或防止光纤受力,也起到一定的防潮作用,最主要的作用是减缓环境温度变化对光纤的影响,考虑到室内安装布线的要求,通常外护套具有一定的阻燃性,并且符合相关的环保要求。
室内光缆的设计必须考虑到使用的方便,干式无油膏。结构性能上针对不同区域满足不同的标准要求。如欧洲市场要求的IEC-60794,美国市场要求的ICEA-596或BellcoreGR-409,以及中国市场要求的YD/T1258,满足标准中所要求的机械性能测试、温度循环测试和其他阻燃及烟气毒性等指标
3. 室内光缆的特殊要求
当室内光缆的用途越来越广泛的时候,其性能指标要求也越来多,原有条件指标也越来越高,尤其是环境性能上比如耐高低温、耐油、耐磨、耐腐蚀、超柔等性能,这些特殊的要求是常规意义上的PVC和LSZH聚烯烃所达不到的,下面结合光缆的性能要求介绍几种特殊用途的材料,也分析一下各自的优缺点,供大家参考。
3.1 尼龙紧套料PA12
(1) 尼龙紧套料PA12介绍
PA12的学名为聚十二内酰胺,又称尼龙12。其聚合的基本原料是丁二烯,可依赖于石油化工,是半结晶热塑性材料。
(2) 物性数据表
(3) 性能特点
PA12吸水率很低,其性能随湿度改变产生的变化小,尤其是模具成型中变化极小。在室温或零下的低温状态下,PA12具有优异的抗冲击力和抗缺口冲击力。PA12具有良好的抗脂、油、燃料、液压机液体、溶剂和盐溶液等性能,化学稳定性比较优越。PA12具有杰出的抗应力断裂能力,包括拉伸和压缩,在高频循环负载下有杰出的耐老化性。它的流动性很好,收缩率在0.2%到1.0%之间,加入了添加剂(稳定剂、增塑剂、增强剂、填充料等)经过改性后的PA12能适合光纤紧包薄壁高速挤出。根据产品需要,可选择达到UL94V-0级别的阻燃PA12。