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文件名称:色母料对PBT松套管收缩的影响.docx
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更新时间:2025-05-16
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文档摘要

1?前言

接续(熔接)是光缆敷设及运维中较为重要的一环,通常通过识别光缆相关组件颜色来进行接续,不同光缆、不同套管、不同光纤均可通过颜色进行区分。一般来说,在层绞式光缆中,以SZ方式绞合的若干根PBT松套管需以全色谱或领示色谱作为标识。

图1?层绞式光缆结构示意图

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是光纤和光纤带套管的主要材料。在二次套塑生产过程中,PBT通过挤塑加工成型为松套管,为套管内光纤提供保护。二次套塑工艺中最重要的控制参数是光纤或光纤带在套管中的余长,在很大程度上决定了光缆的主要性能,包括光纤的损耗,光缆拉伸和温度特性等。PBT是一种半结晶材料,实际生产中PBT的结晶度很大程度上受加工工艺影响,并且与材料本身的分子量、熔融指数等参数密切相关。通常在套管制成过程中,PBT还不能充分结晶达到其结晶平衡度,因而在套管下线后的一段时间内,PBT套管还会继续缓慢的结晶,这就造成了PBT套管的后收缩,从而使套管在长度方向进一步缩短,光纤在套管中的余长增加,而这种不受控的余长变化是工艺希望尽量减小的。

在二次套塑生产过程中,通常在PBT中均匀加入色母料来改变套管颜色。色母料是为套管着色的添加剂,主要有颜料(着色剂)、载体树脂和分散剂组成。一般来说,色母料可以在PBT挤出加工工程中起到成核剂的作用,影响PBT的结晶过程和结晶度。并且,不同厂家或不同颜色的色母料,因载体树脂或颜料等组分的差别,对PBT在线的结晶度和下线的后收缩都有不同程度的影响,导致了不同颜色套管的余长稳定性降低。因此生产过程中不仅要严格控制色母料与PBT的混合比例,保证套管的颜色一致,还应摸索不同颜色色母料所生产的套管余长之间的差异,做到生产不同颜色套管时对工艺进行微调,提高套管的余长稳定性。

2?试验与分析

2.1色母料对PBT样品的收缩影响

2.1.1试验方法

二次套塑生产过程中,PBT套管的结晶度很大程度上受加工工艺影响,因此为减少试验变量,首先对注塑成型的PBT样品进行了收缩试验。注塑工艺可以保证以相同的温度、压力和注射速率,成型外界作用力较小;另外,成型后尺寸的变化基本来源于材料本身的收缩率作用。

1)按照注塑机使用方法,制取12种不同颜色PBT样品,同时制取本色样品作为实验对照,每组样品制取4组;

2)通过比对模具标准尺寸和成型样件尺寸计算得到收缩率(22个参数求平均值),测量图示如下图1;

3)测量不同样品下线收缩率%:

(1)收缩率总值%:不同颜色PBT样品下线48h收缩值,将不同颜色的PBT下线收缩进行汇总,对比不同颜色PBT收缩率变化大小的趋势;

图1?PBT样品收缩率测定

(2)成型收缩率%:PBT下线收缩值;

(3)后收缩率%:PBT下线后收缩变化的数据,考察不同颜色PBT后收缩对套管余长变化的影响;

2.1.2试验数据及分析

表1.常规12色色母PBT收缩率测定

从上表中可以看到,不同颜色的色母料对PBT收缩的影响程度不同:

(1)在所有的常用色母粒-PBT收缩率的实验中,黄色收缩率在每个时间段值最大,其值为0.88/1.02,白色收缩率最小,其值为0.64/0.69,其余色母PBT成型收缩率范围为0.62-0.69%,后收缩率范围为0.05-0.32,收缩率总值范围为0.69-1.02;

(2)下线48h后,不同色母-PBT样品的收缩率总值大小排序为:黄绿橙红蓝灰黑棕青粉紫白;

(3)通过计算12色PBT收缩率种类及不同种类占比,最后得出含常规色母的PBT中成型收缩率占总体收缩率的77.5%,后收缩占总体收缩率的22.5%;

(4)从表中数据推断,黄色色母-PBT样品不仅成型收缩率最大,而且,除白色外,其成型收缩率占比为86%,说明黄色色母-PBT样品在下线前已经完成大部分收缩,那么可能会导致黄色套管下线余长偏大;

(5)以白色色母-PBT样品和对照组(本色样品)数据对比,可以看到虽然两组数据收缩率总值相同,但白色色母-PBT样品的成型收缩率大于对照组,后收缩率小于对照组,说明色母料中的某些成分可以在PBT挤出加工工程中起到成核剂的作用,加快了PBT结晶速度,提高了在线的结晶度,也使PBT的后收缩发生了变化。

2.2不同颜色套管余长实验

2.2.1试验方法

根据不同色母-PBT样品收缩率变化的趋势,分别实验了大余长套管实验和小余长套管实验。其目的主要是,首先通过大余长实验更加直观的观测收缩率的大小对应关系,其次余长较为稳定的套管大余长变化不明显,增添小余长实验作为对照。

2.1.2试验数据及分析

1)大余长实验

选取套管结构为2.5-1.8-12F结构,通过工艺调整,将本色套管的下线余长调整至2.8-3.0‰,然后以相同的工艺生产不同颜色的PBT套管,选取颜色为试验2.1中具有代表性的黄色,绿色,灰色,白色,然后对比下线