1、光缆制造工艺-护套制造工艺和材料封面主标题字体：方正正中黑简体Content 目录01.护套挤出工艺02.挤出工艺的流变学原理03.几种常见的护套材料04.常见护套材料的测试技术05.OPGW光缆简介护套挤出工艺挤塑机挤塑机护套挤塑机作为护套工序的关键设备，它主要由加料装置，驱动装置、料筒、螺杆、口模和控制单元等组成。加料段：输送粒料，让粒料处于融化初期的状态重要工艺条件：温度压缩段：粒料由固态向熔融态的过渡态螺纹深度加热温度熔融膜阻碍粒料熔融过程 均化段：粒料在此阶段完全熔融，受到进一步混炼和压缩通过滤孔进入机头，出模成型螺纹深度挤出机螺杆示意图挤出机螺杆示意图熔融膜长径长径比比=L/D影响
2、胶料塑化、均化影响胶料塑化、均化程度，过长会引起焦程度，过长会引起焦烧，挤出功率增大烧，挤出功率增大挤塑模具挤塑模具常见挤塑模具 挤管式模具 挤压式模具半挤压式模具充分利用了塑料的可拉伸性，挤出产量高，偏心好调节，但是对缆芯包覆力不如挤压式，主要用于钢铝包光缆的生产。挤出模压力最大，靠压力实现定型，挤出塑料层结构紧密结实。但该模具调整偏芯不易，而且容易磨损，尤其是当线芯和缆芯有弯曲时，容易造成塑料层偏芯严重，主要用于ADSS光缆的生产。挤出压力较挤管式高，相对挤压模具容易调节偏心，但是不易控制挤出压力，主要用于室内光缆和微缆的生产。例：低烟无卤阻燃护套的挤出工艺例：低烟无卤阻燃护套的挤出工艺1
3、234LSZH熔体粘度大，阻燃剂高温下容易分解选用专用螺杆（大压缩比），合理控制挤出机各区段温度LSZH熔体流动性差，螺杆转速快时，胶料会在料口迂回，对模具产生较大压力控制螺杆转速，或者使用LSZH专用挤出设备LSZH料熔体的强度，拉伸比和粘度与常规PE差异较大。宜选用半挤压式模具进行生产LSZH护套在挤出时收缩更加急剧，容易造成应力集中，引起后期光缆开裂。采用分段冷却方式进行冷却 非牛顿型流动的流体称为非牛顿流体，它的粘度在一定温度范围内不再是一个常数，而且随剪切应力、剪切速率的变化而变化，甚至有些还随时间变化而变化。根据r关系的不同;粘性流体可分为宾汉流体，假塑性和胀塑性流体三种。聚合物熔
4、体属于假塑性流体，本构关系可以用幂函数形式表示：K为稠度指数k越大，流体越粘，与温度有关的参数 熔融指数（越大流动性越好）为剪切速率 剪切粘度：受横向速度梯度影响n为流动特性指数 拉伸粘度：受纵向速度梯度影响为剪切应力挤出工艺的流变学原理表征参数表征参数影响聚合物熔体粘性流动的因素影响聚合物熔体粘性流动的因素1、温度 在较高的温度下，TTg100以上时，高聚物熔体内自由体积相当大，流动粘度的大小主要取决于高分子链本身的结构，即链段跃迁能力，此时高聚物熔体的粘度与T可用低分子液体的T关系式，即Arrhenius方程描述：取偏微分取偏微分剪切速率恒定时，两边剪切速率恒定时，两边除以除以，积分取上下
5、限lnln T T温度跟链的柔性对粘度的温度跟链的柔性对粘度的影响影响RTEA lnln刚性链刚性链柔性链柔性链刚性链刚性链:或分子间作用大或分子间作用大,或侧基或侧基空间位阻大：空间位阻大：流动活化能大，对温度敏感。流动活化能大，对温度敏感。EgEg ：PCPC、PMMAPMMA、PANPAN、PSPS柔性链柔性链:分子间作用力小：分子间作用力小：流动活化能小，粘度对温度较不敏感流动活化能小，粘度对温度较不敏感EgEg：PEPE、PPPP、POMPOM （切应力）（切应力）和和 （切变速率）（切变速率）,实际意义实际意义:对于刚性分子对于刚性分子:PC,PMMA,:PC,PMMA,用升高温度
6、的方法用升高温度的方法,可以有效的降低粘度可以有效的降低粘度,使流动使流动性变好。有利于加工性变好。有利于加工对于柔性分子对于柔性分子:PE,PP,POM:PE,PP,POM 等等,由于活化能小由于活化能小,仅靠升高温度来改善流动性是仅靠升高温度来改善流动性是不可能的不可能的,还要用其它方法才行。还要用其它方法才行。2、剪切速率 熔体的粘度随剪切速率的增加而降低.不同的高聚物粘度随剪切速率的变化不同。3、压力 高聚物熔体加工时压力通常较高,会使聚合物熔体的体积压缩,体积压缩必然引起自由体积减小,分子间距离减小,将导致流体的粘度增加,流动性降低。其中,、是分别在压力P和大气压下P0的粘度,b为压
7、力系数,约为2.07*10-1Pa-1.压力增大6.9*107Pa,粘度升高35%。压力的增加,相当于温度的降低,压力和温度效应可以使用等粘条件下换算因子进行换算（单位为10-7/NM-2）：Tp由此可以计算出在标准大气压，为了保持特定护套材料在一定挤出压力下的粘度，所需要改变的温度增加压力的方式提高熔体流量不合适，功耗例子：一个大气压下,要保持LDPE220,108N/m2压力下的粘度，温度要改变多少?T=5.310-7108=53聚合物熔体的弹性效应聚合物熔体的弹性效应1、出模膨胀 熔体从口模挤出后，熔体的断面积比口模的截面积大。胀大比：充分松弛的挤出物直径d与口模直径之比。一般来说，分子
8、量越大，流速越快，则膨胀程度越大。原因：高聚物熔体流动期间处于高剪切场内，大分子在流动方向取向。而在口模出口处发生解取向，引起挤出胀大。当高聚物熔体由大截面的流道进入小直径的口模时，产生了弹性变形。在熔体被解除边界约束离开口模时，弹性变形获得恢复，引起挤出胀大。由于粘弹性流体的剪切变形，在垂直剪切方向时存在正应力作用，引发挤出胀大。：2、熔体破裂 当流动剪切速率较高时，聚合物表面出现不规则的现象。低剪切速率时，挤出物表面光滑且均匀。当剪切速率升高时，挤出物表面失去光泽且表面粗糙。当剪切速率较高时，挤出物表面出现许多不规则的结节、扭曲或竹节纹，甚至支离和断裂成碎片或柱段。原因：在高的剪切应力或速
9、率下，流体的弹性恢复的扰动难以抑制，发展成不稳定流动，引起流体的破裂。挤出温度、挤出速度、模口入孔处的倾角都可能会影响熔体破裂，需要具体情况具体分析。几种常见的护套材料可燃性较低，用于室内光缆。燃烧产生浓烟，不环保通过对PE增加添加剂改性的方式获得，具有良好的抗电痕性能炭黑分散度必须较好，才能降低本身通光导电能力LSZH：填充无机填料（氢氧化铝、氢氧化镁）的阻燃护套料，不仅可以稀释可燃材料浓度，还可以吸收燃烧产生热量，并生成不燃的隔氧层。易开裂偶联剂性能至关重要用于敷设于隧道和地下工程的光缆，机理分为化学防护和物理防护物理防护是比较值得推崇的方法，可以使用尼龙类护套料来防止鼠咬PVCLSZHA
10、T料防鼠料 常见护套料的测试技术熔融指数：由熔融指数测定仪完成，熔融指数为一个范围值，并不是熔融指数越大越好氧指数：氧指数测定仪完成，衡量阻燃材料的相对燃烧性炭黑含量：由热重分析仪完成，衡量材料的抗紫外性能，炭黑含量为一个范围值，不能太大，也不能太小力学性能测试：由电子万能材料试验机完成拉伸强度，断裂伸长率Why？Why？环境性能：由耐环境应力开裂试验机完成，通过持续性观察溶剂诱导型开裂行为，衡量材料的耐久性氧化诱导期(OIT)：由DSC完成，反映材料的抗氧老化性能过高分散不均匀添加剂的影响影响塑料的耐寒性影响炭黑分散度炭黑粒子越小，防护紫外光效果越好，分散得越均匀，防护效果越好添加剂会影响炭
11、黑的性能部分抗氧剂会对炭黑有对抗作用，如胺类和酚类耐环境应力开裂（ESCR）原理及实验方案为什么会产生ESC？PE属于结晶性聚合物，在熔融态冷却后倾向于生成球晶，球晶越大，聚合物的韧性越差，受到弯曲应力，尤其是表面活性剂侵蚀时，就会在侵蚀点生成大量银纹导致开裂。哪些因素会影响材料的ESCR？1、冷却方式2、成核剂的选择3、分子量及分子量分布 OPGW光缆简介电力架空光缆分类电力架空光缆分类 与电力线平行架空安装的光缆泛指“电力架空光缆”（又被称为“电力光缆”或“电力特种光缆”）。电力架空光缆的研发和应用始于上个世纪八十年代，通过近30年的演化；目前已形成下表所示的复合型、添加型和附加型三种主要
12、应用形式。序号光缆名称材料分类应用安装形式主要使用场合1光纤复合架空地线OPGW金属光缆（电力线）复用型新建线路或替换原有地线或相线2光纤复合相线OPPC3金属自承光缆MASS（杆塔）添加型老线路通信改造，在原有杆塔上架设4全介质自承光缆ADSS介质光缆5捆绑光缆ADL（电力线）附加型老线路通信改造，在原有电力线上加挂6缠绕光缆GWWOP中心管结构中心管结构层绞结构层绞结构典型典型 OPOPGWGW结构结构铝包铝包 不锈钢管不锈钢管 OPGWOPGW铝包不锈钢管光单元铝包不锈钢管光单元说明说明:1 1、该类产品既可满足较高电气性能，还具有极好的防腐蚀性能；、该类产品既可满足较高电气性能，还具有
13、极好的防腐蚀性能；2 2、该产品尤其适合、该产品尤其适合沿海沿海和和重污染重污染地区使用。地区使用。超强超强 耐雷击耐雷击 OPGWOPGW铝包钢线不锈钢管光单元散发热量，保证光纤单元尽可能少受热量影响镀锌钢线镀锌钢线(提供高强度提供高强度)高防腐油膏高防腐油膏防止由雨水引起的电化学腐蚀防止由雨水引起的电化学腐蚀单层不锈钢管光纤单元复合不锈钢管光纤单元OPGW OPGW 主要特性主要特性机械特性：机械特性：(1)(1)外径外径(2)(2)承载截面积承载截面积(3)(3)重量重量(4)(4)额定拉断力（额定拉断力（RTSRTS）(5)(5)最大允许的拉力（最大允许的拉力（MATMAT）(6)(6
14、)日平均运行张力（日平均运行张力（EDSEDS）电气特性：电气特性：(1)(1)短路电流短路电流(2)(2)短路电流热容量短路电流热容量(3)(3)直流电阻直流电阻OPGW OPGW 设计设计架线条件架线条件电气条件电气条件（不锈钢管的外径、壁厚、容纳芯数）品质的确认品质的确认满足顾客需求的经济实惠的满足顾客需求的经济实惠的OPGWOPGW的方案的方案单线的种类与外径使用环境（防腐油膏等）光纤、不锈钢管的强度施工性（绞线结构等）（外径外径、重量重量、抗拉强度抗拉强度）（短路电流热容量、允许温度范围短路电流热容量、允许温度范围）光单元光单元OPGWOPGW的初期设计（电脑）的初期设计（电脑）OPGW OPGW 金具及附件金具及附件观谢 谢看
