膨胀油膏的作用机理及其主要性能.docVIP

膨胀油膏的作用机理及其主要性能 马 军 (信息产业部电子第八研究所, 安徽 淮南 232001) [ 摘 要 ] 主要对膨胀油膏的作用机理及其主要性能作一简单介绍。。 [ 关键词 ] 膨胀油膏; 光缆; 高能吸水剂 [ 中图分类号 ] TN 818 [ 文献标识码 ] [ 文章编号 ] 100621908 (2001) 0120035204 A M echan ism an d proper ty of swe ll in g ge l M A J u n (T h e 8 th R e sea rch In st itu te o f E lec t ro n ic s, M . I. I. , H ua inan A nh u i 232001, C h ina) A bstrac t: T h e p ap e r b r ief ly de sc r ibe s th e m ech an ism and m a in p rop e r t ie s o f sw e lling ge l. Key words: sw e lling ge l; f ibe r op t ic cab le; sup e r ab so rben t 光缆中起到密封、防水、隔潮和缓冲防护的作 用, 其品种和性能也随着光缆的发展而不断 得到改进和完善。 光缆用填充膏主要分为两大类: 1) 填充 于直接与光纤接触的场合, 例如松包缓冲管 和骨架槽内, 称之为纤膏; 2) 填充于不直接 与光纤接触的场合, 如缆芯、绞合钢丝空隙 间, 称之为缆膏。 对于后一类填充膏来说, 其 早期品种主要是疏水性普通缆膏, 此类缆膏 通过 100% 满填充来消除空隙, 达到阻水目 的, 其存在质量大、成本高、受填充工艺影响 大、可靠性低等缺点。同时当填充普通缆膏的 光缆受到挤压、扭转等作用时, 光缆本身的结 构元件可能发生错位或移动, 形成空隙, 而此 时普通缆膏就不能保证阻水。 近几年开发的 新型缆膏主要有遇热膨胀型缆膏和遇水膨胀 型缆膏。 其中遇水膨胀型缆膏既具有普通缆 膏的特性, 又有遇水膨胀的能力, 结合了传统 填充料和高能吸水剂两者的技术优势, 能使 光缆在各种严酷的自然环境和恶劣气候下, 特别是在海底、隧道、潮湿等环境下更具阻水 前 言 1 在采用各种材料制造光缆的过程中, 其 内部结构中会产生一些空隙 ( 下表所示) , 这 些空隙在光缆破损时会成为水和潮气的通 路, 对光缆造成损害。线缆行业为了消除此类 空隙带来的潜在影响, 采取了多种方法。目前 较为常见的方法是采用填充油膏和膨胀材料 (即所谓“干式光缆”)。 典型的水通路表 水通路 等效直径D ?mm 中心增强体和光纤缓冲管周围 屏蔽线之间( 电力电缆) 金属带搭接边缘 塑料薄膜边缘 未填充的纱线、玻纤、芳纶之间 1～ 2 0. 5～ 3 0. 2～ 0. 5 0. 02～ 0. 15 0. 005～ 0. 03 填充膏作为国内外光缆行业普遍采用的 阻水材料, 填充于光缆不同部位的空隙中, 在 [ 收稿日期 ] 2000206225 [ 作者简介 ] 马 军( 1970- ) , 男, 信息产业部电子第八研  光纤与电缆及其应用技术 2001 年第 1 期 36 从不流动变为流动, 此即为触变性。填充膏应 力?应变关系如图 2 所示。 膨胀油膏作用机理 膨胀型油膏区别于传统疏水性填充油膏 的主要特点是这种新型填充物是亲水性的。 这种吸水触变体复合物通过氢键与水反应形 成胶体, 其中氢键是由氢原子和包含在新型 复合物内的微粒链段上的亲正电荷基团相互 作用形成的。这种复合物隔离水分子, 使其不 能流动并固定好位置, 复合物与水作用形成 一种阻水化合物, 使水不能进入光缆。也就是 说, 膨胀油膏是通过遇水膨胀形成胶体来堵 塞渗水通路, 以阻止水的进一步渗入。 2. 1 主体骨架的形成 光缆用填充膏是稠化剂 (分散相) 在一定 工艺条件下稠化基础油 (分散介质) 构成的分 散体系。填充膏的结构与增稠剂的种类、基础 油的特性和各种添加剂有关, 也受生产工艺 的影响。 以 光 缆 填 充 膏 常 用 的 稠 化 剂 白 碳 黑 (S iO 2 ) 为例, S iO 2 表面有羟基基团, 在液体介 质中通过搅拌、剪切进行分散时, 在液体介质 中可形成氢键 ( 如图 1 所示) , 同二氧化硅粒 子间存在静电排斥力, 这种排斥力遵循库仑 定律, 与粒子间距离成反比。由于排斥力和氢 键力的共同作用, 形成了稳定的网状结构骨 架, 并在骨架中维系着它的分散介质——基 础油。 同时其它成分, 如高能吸水剂、各种添 加剂等则均匀分散在基础油