Маркус Менке, дипломированный инженер
(Германия-Гамбург, Parafluid)
(Венгрия -Ниирбогдани, BogdanyPetrol)

Гидрофобные заполнители для оптических кабелей

Гидрофобные заполнители применяются в кабелях связи для обеспечения водоблокирующих свойств. В оптических кабелях гидрофобы используются для:

• внутримодульного заполнения: тиксотропные / псевдопластичные желе;
• межмодульного заполнения: вазелиновое масло (петролатум)

Заполнение модулей тиксотропным или псевдопластичным желе выполняет две основные функции: во-первых, защиту кабеля от воды (соответствующее заполнение удерживает воду в зоне протечки и предотвращает продольное проникновение); во-вторых, облегчает обработку и «втягивает» волокна в модуль во время экструзии. Такое двойное назначение требует особых свойств: с одной стороны, заполнитель должен оставаться твердым в модуле, тем самым обеспечивая защитные характеристики, и не перемещаться во время прокладки кабеля и подвески воздушных кабелей, т.е. выдерживать испытание на каплепадение. С другой стороны, заполнитель должен обеспечивать движение волокон внутри себя при манипуляциях с кабелем. Таким образом, гидрофобный заполнитель должен быть твердым при воздействии ограниченных  внешних сил / нагрузок и жидким после определенной точки воздействия внешних сил / нагрузок. Такими специфичными свойствами обладают физические желе. Все свойства, относящиеся к текучести и вязкости  материалов, изучаются реологией. С точки зрения применения материалов важность имеют следующие свойства:

• псевдопластичность: вязкость снижается при увеличении нагрузки;
• тиксотропность: вязкость снижается с течением времени;
• предел текучести: напряжение, при котором желе из твердого состояния переходит в жидкое.

Также следует учитывать критическое напряжение пластического течения и температуру текучести.

• Снижение вязкости с повышением температуры.

Измерение реологических свойств легко проводится с помощью современных реометров. Однако сравнивать результаты нужно осторожно, поскольку на отдельные результаты оказывают влияние множество факторов: температура, напряжение, время и т.д. То же относится и к применению того или иного продукта для внутримодульного заполнения – на правильность заполнения влияет совокупность отдельных факторов и корректировок.

Кроме того, важными свойствами желе являются:

Состояние (твердое / мягкое), которое в значительной степени зависит от температуры. В связи с этим преимущественно описываются свойства желе при низкой температуре, а именно, определяется, при какой температуре волокно  может функционировать без повышения коэффициента затухания. Стандартным методом испытаний материала на эти свойства является погружение конуса (конус заданного размера на определенное время и при определенной температуре погружают в желе); полученное значение проникновения является искомым результатом.

Маслоотделение: желе физически стремятся к сепарации на всех стадиях переработки, т.е. к разделению на нефтяные масла и загуститель. Существующие на сегодня желе для внутримодульного заполнения преодолели этот критический показатель, который ранее приводил к вытеканию желе из кабеля.

Температура вспышки: для обнаружения температуры, выше уровня которой желе демонстрируют воспламенение при внешнем источнике вспышки, используются два основных метода испытаний

Плотность: поскольку гидрофобное заполнение – это количество материала по объему, можно рассчитать вес гидрофоба и готового кабеля. Плотность вещества напрямую связана с температурой.

Такие продукты предлагались фирмой HB Fuller под торговой маркой LUNECTRA OC с самого начала применения гидрофобных заполнителей в технологии изготовления оптических кабелей. Сегодня они производятся и продаются компанией BOGDANY PETROL в тесном сотрудничестве с фирмой PARAFLUID.

Помимо широко известных стандартных  петрожеле на рынке представлены:

• Увлажнители, представленные в диапазоне от желе низкой вязкости до вязких жидкостей, которые могут быть использованы для заполнения модулей очень малых диаметров и межмодульного пространства, а также для смачивания волокон с целью выравнивания их поверхности.
• Двухкомпонентные желе: в модуль впрыскиваются две жидкости, которые «на месте» вступают в реакцию друг с другом и образуют желе. Такие желе могут выдерживать очень высокие температуры в течение продолжительного периода времени (до 220°C в течение 8 лет), сохраняя свои свойства.

В качестве межмодульного заполнения применяются традиционные петролатумы. Если не абсолютно идентичные, то очень сходные продукты используются и в медных телефонных кабелях. Они представляют собой мягкие и термоплавкие материалы, которые запрессовываются в  оптический кабель в мягком, полужидком или жидком состоянии.

Учитывая условия применения кабелей, заполнитель должен быть достаточно мягким и обеспечивать выполнение различных операций с кабелем, а также достаточно плотным, чтобы противостоять проникновению влаги. Подобное состояние (твердость / мягкость) является зависит от температуры и измеряется тем же методом, что и в случае вышеописанных желе. 

Наряду с петролатумами для внутримодульного заполнения оптических кабелей могут применяться другие технологии:

• Желе: подобно внутримодульному заполнению они могут перерабатываться при более низких температурах;
• Водонабухающие продукты, образующие активный водный барьер: при контакте с влагой они увеличиваются в объеме;
• Желе с низкой плотностью, содержащие микроскопические полые шарики, увеличивающие объем материала за счет воздуха. С их помощью можно снизить вес кабеля, одновременно повысив гибкость заполнителя.

В настоящее время вся продукция марки LUNECTRA производится венгерской компанией BOGDANY PETROL и поставляется на рынок под техническим и коммерческим надзором фирмы PARAFLUID, Германия.