ოპტიკური კაბელის გარსის მასალების ანალიზი: ყოვლისმომცველი დაცვა ძირითადიდან სპეციალურ გამოყენებამდე

გარსი ან გარეთა გარსი ოპტიკური კაბელის სტრუქტურის ყველაზე გარეთა დამცავი ფენაა, ძირითადად დამზადებულია PE და PVC გარსის მასალისგან, ხოლო განსაკუთრებულ შემთხვევებში გამოიყენება ჰალოგენისგან თავისუფალი ცეცხლგამძლე გარსის მასალა და ელექტრომიმდევრობისადმი მდგრადი გარსის მასალა.

1. PE გარსის მასალა
PE არის პოლიეთილენის აბრევიატურა, რომელიც წარმოადგენს პოლიმერულ ნაერთს, რომელიც წარმოიქმნება ეთილენის პოლიმერიზაციით. შავი პოლიეთილენის გარსის მასალა მზადდება პოლიეთილენის ფისის სტაბილიზატორთან, ნახშირბადის შავთან, ანტიოქსიდანტთან და პლასტიფიკატორთან ერთგვაროვანი შერევით და გრანულაციით გარკვეული პროპორციით. ოპტიკური კაბელის გარსებისთვის განკუთვნილი პოლიეთილენის გარსის მასალები შეიძლება დაიყოს დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენად (LDPE), ხაზოვან დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენად (LLDPE), საშუალო სიმკვრივის პოლიეთილენად (MDPE) და მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენად (HDPE) სიმკვრივის მიხედვით. მათი განსხვავებული სიმკვრივისა და მოლეკულური სტრუქტურის გამო, მათ აქვთ განსხვავებული თვისებები. დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენი, ასევე ცნობილი როგორც მაღალი წნევის პოლიეთილენი, წარმოიქმნება ეთილენის კოპოლიმერიზაციით მაღალ წნევაზე (1500 ატმოსფეროზე მეტი) 200-300°C ტემპერატურაზე, კატალიზატორის სახით ჟანგბადის გამოყენებით. ამიტომ, დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენის მოლეკულური ჯაჭვი შეიცავს სხვადასხვა სიგრძის მრავალ განშტოებას, ჯაჭვის განშტოების მაღალი ხარისხით, არარეგულარული სტრუქტურით, დაბალი კრისტალურობით, კარგი მოქნილობითა და წაგრძელებით. მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენი, ასევე ცნობილი როგორც დაბალი წნევის პოლიეთილენი, წარმოიქმნება ეთილენის პოლიმერიზაციით დაბალ წნევაზე (1-5 ატმოსფერო) და 60-80°C ტემპერატურაზე ალუმინის და ტიტანის კატალიზატორებით. მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენის ვიწრო მოლეკულური წონის განაწილებისა და მოლეკულების მოწესრიგებული განლაგების გამო, მას აქვს კარგი მექანიკური თვისებები, კარგი ქიმიური წინააღმდეგობა და გამოყენების ფართო ტემპერატურული დიაპაზონი. საშუალო სიმკვრივის პოლიეთილენის გარსის მასალა მზადდება მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენის და დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენის შესაბამისი პროპორციით შერევით, ან ეთილენის მონომერისა და პროპილენის (ან 1-ბუტენის მეორე მონომერის) პოლიმერიზაციით. ამიტომ, საშუალო სიმკვრივის პოლიეთილენის მახასიათებლები მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენისა და დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენის მაჩვენებლებს შორისაა და მას აქვს როგორც დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენის მოქნილობა, ასევე მაღალი სიმკვრივის პოლიეთილენის შესანიშნავი ცვეთამედეგობა და დაჭიმვის სიმტკიცე. ხაზოვანი დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენი პოლიმერიზდება დაბალი წნევის გაზის ფაზით ან ხსნარის მეთოდით ეთილენის მონომერთან და 2-ოლეფინთან. ხაზოვანი დაბალი სიმკვრივის პოლიეთილენის განშტოების ხარისხი დაბალი სიმკვრივისა და მაღალი სიმკვრივის შორისაა, ამიტომ მას აქვს შესანიშნავი გარემო სტრესის ბზარებისადმი მდგრადობა. გარემოსდაცვითი სტრესისადმი ბზარებისადმი მდგრადობა PE მასალების ხარისხის დასადგენად უაღრესად მნიშვნელოვანი ინდიკატორია. ეს ეხება ფენომენს, როდესაც მასალის საცდელი ნიმუში, რომელიც ექვემდებარება მოხრის სტრესს, იბზარება ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების გარემოში. მასალის დაძაბულობის ბზარებისადმი მოქმედი ფაქტორებია: მოლეკულური წონა, მოლეკულური წონის განაწილება, კრისტალურობა და მოლეკულური ჯაჭვის მიკროსტრუქტურა. რაც უფრო დიდია მოლეკულური წონა, რაც უფრო ვიწროა მოლეკულური წონის განაწილება, რაც უფრო მეტი კავშირია ვაფლებს შორის, მით უკეთესია მასალის გარემოსდაცვითი სტრესისადმი მდგრადობა და მით უფრო ხანგრძლივია მასალის მომსახურების ვადა; ამავდროულად, მასალის კრისტალიზაციაც მოქმედებს ამ ინდიკატორზე. რაც უფრო დაბალია კრისტალურობა, მით უკეთესია მასალის გარემოსდაცვითი სტრესისადმი მდგრადობა ბზარებისადმი. PE მასალების დაჭიმვის სიმტკიცე და წაგრძელება გაწყვეტის დროს კიდევ ერთი ინდიკატორია მასალის მუშაობის გასაზომად და ასევე შეუძლია მასალის გამოყენების საბოლოო წერტილის პროგნოზირება. PE მასალებში ნახშირბადის შემცველობა ეფექტურად ეწინააღმდეგება ულტრაიისფერი სხივების ეროზიას მასალაზე, ხოლო ანტიოქსიდანტებს შეუძლიათ ეფექტურად გააუმჯობესონ მასალის ანტიოქსიდანტური თვისებები.

2. PVC გარსის მასალა
PVC-ის ცეცხლგამძლე მასალა შეიცავს ქლორის ატომებს, რომლებიც ცეცხლში იწვიან. წვის დროს ის იშლება და გამოყოფს დიდი რაოდენობით კოროზიულ და ტოქსიკურ HCL აირს, რაც იწვევს მეორად ზიანს, მაგრამ ცეცხლს რომ გამოეთიშება, თავისით ჩაქრება, ამიტომ მას ალის გავრცელების შეუძლებლობა ახასიათებს; ამავდროულად, PVC-ის გარსის მასალას აქვს კარგი მოქნილობა და გაფართოებადობა და ფართოდ გამოიყენება შიდა ოპტიკურ კაბელებში.

3. ჰალოგენებისგან თავისუფალი, ცეცხლგამძლე გარსის მასალა
ვინაიდან პოლივინილქლორიდი წვის დროს გამოყოფს ტოქსიკურ აირებს, ადამიანებმა შეიმუშავეს დაბალი კვამლის, ჰალოგენებისგან თავისუფალი, არატოქსიკური, სუფთა ცეცხლგამძლე გარსის მასალა, კერძოდ, ჩვეულებრივ გარსის მასალებს ემატება არაორგანული ცეცხლგამძლე ნივთიერებები Al(OH)3 და Mg(OH)2, რომლებიც ცეცხლთან შეჯახებისას გამოყოფენ კრისტალურ წყალს და შთანთქავენ დიდ სითბოს, რითაც ხელს უშლიან გარსის მასალის ტემპერატურის აწევას და წვას. ვინაიდან არაორგანული ცეცხლგამძლე ნივთიერებები ემატება ჰალოგენისგან თავისუფალ ცეცხლგამძლე გარსის მასალებს, იზრდება პოლიმერების გამტარობა. ამავდროულად, ფისები და არაორგანული ცეცხლგამძლე ნივთიერებები სრულიად განსხვავებული ორფაზიანი მასალებია. დამუშავების დროს აუცილებელია თავიდან ავიცილოთ ცეცხლგამძლე ნივთიერებების არათანაბარი შერევა ადგილობრივად. არაორგანული ცეცხლგამძლე ნივთიერებები უნდა დაემატოს შესაბამისი რაოდენობით. თუ პროპორცია ძალიან დიდია, მასალის მექანიკური სიმტკიცე და წაგრძელება გაწყვეტის დროს მნიშვნელოვნად შემცირდება. ჰალოგენისგან თავისუფალი ცეცხლგამძლე ნივთიერებების ცეცხლგამძლე თვისებების შეფასების ინდიკატორებია ჟანგბადის ინდექსი და კვამლის კონცენტრაცია. ჟანგბადის ინდექსი არის მინიმალური ჟანგბადის კონცენტრაცია, რომელიც საჭიროა მასალისთვის, რათა შეინარჩუნოს დაბალანსებული წვის ტემპერატურა ჟანგბადისა და აზოტის შერეულ გაზში. რაც უფრო დიდია ჟანგბადის ინდექსი, მით უკეთესია მასალის ცეცხლგამძლე თვისებები. კვამლის კონცენტრაცია გამოითვლება მასალის წვის შედეგად წარმოქმნილ კვამლში გარკვეულ სივრცესა და ოპტიკური გზის სიგრძეში გამავალი პარალელური სინათლის სხივის გამტარობის გაზომვით. რაც უფრო დაბალია კვამლის კონცენტრაცია, მით უფრო დაბალია კვამლის გამოყოფა და მით უკეთესია მასალის მახასიათებლები.

4. ელექტრო ნიშნისადმი მდგრადი გარსის მასალა
ელექტროკავშირის სისტემაში სულ უფრო მეტი თვითდამჭერი ოპტიკური კაბელი (ADSS) ერთ კოშკში მაღალი ძაბვის საჰაერო ხაზებთან ერთად არის განთავსებული. კაბელის გარსზე მაღალი ძაბვის ინდუქციური ელექტრული ველის გავლენის დასაძლევად, ადამიანებმა შეიმუშავეს და შექმნეს ახალი ელექტრონაწიბურებისადმი მდგრადი გარსის მასალა, რომელიც გარსის მასალას ნახშირბადის შავი ფერის შემცველობის, ნახშირბადის შავი ნაწილაკების ზომისა და განაწილების მკაცრი კონტროლით, სპეციალური დანამატების დამატებით უზრუნველყოფს, რათა გარსის მასალას ჰქონდეს შესანიშნავი ელექტრონაწიბურებისადმი მდგრადი მახასიათებლები.