Lớp vỏ bọc hay lớp vỏ ngoài là lớp bảo vệ ngoài cùng trong cấu trúc cáp quang, chủ yếu được làm từ vật liệu vỏ PE và vật liệu vỏ PVC, và trong những trường hợp đặc biệt, vật liệu vỏ chống cháy không chứa halogen và vật liệu vỏ chống phóng điện bề mặt được sử dụng.
1. Vật liệu vỏ PE
PE là viết tắt của polyetylen, một hợp chất polyme được hình thành bằng cách trùng hợp etylen. Vật liệu vỏ polyetylen màu đen được tạo ra bằng cách trộn đều và tạo hạt nhựa polyetylen với chất ổn định, muội than, chất chống oxy hóa và chất hóa dẻo theo một tỷ lệ nhất định. Vật liệu vỏ polyetylen dùng cho vỏ cáp quang có thể được chia thành polyetylen mật độ thấp (LDPE), polyetylen mật độ thấp tuyến tính (LLDPE), polyetylen mật độ trung bình (MDPE) và polyetylen mật độ cao (HDPE) theo mật độ. Do mật độ và cấu trúc phân tử khác nhau, chúng có các tính chất khác nhau. Polyetylen mật độ thấp, còn được gọi là polyetylen áp suất cao, được hình thành bằng cách đồng trùng hợp etylen ở áp suất cao (trên 1500 atm) ở 200-300°C với oxy làm chất xúc tác. Do đó, chuỗi phân tử của polyetylen mật độ thấp chứa nhiều nhánh có chiều dài khác nhau, với mức độ phân nhánh chuỗi cao, cấu trúc không đều, độ kết tinh thấp, và độ dẻo dai và độ giãn dài tốt. Polyethylene mật độ cao, còn được gọi là polyetylen áp suất thấp, được tạo thành bằng cách trùng hợp etylen ở áp suất thấp (1-5 atm) và nhiệt độ 60-80°C với chất xúc tác nhôm và titan. Do sự phân bố khối lượng phân tử hẹp của polyetylen mật độ cao và sự sắp xếp có trật tự của các phân tử, nó có các tính chất cơ học tốt, khả năng kháng hóa chất tốt và phạm vi nhiệt độ sử dụng rộng. Vật liệu vỏ polyetylen mật độ trung bình được tạo ra bằng cách trộn polyetylen mật độ cao và polyetylen mật độ thấp theo tỷ lệ thích hợp, hoặc bằng cách trùng hợp monome etylen và propylen (hoặc monome thứ hai của 1-buten). Do đó, hiệu suất của polyetylen mật độ trung bình nằm giữa polyetylen mật độ cao và polyetylen mật độ thấp, và nó có cả tính dẻo của polyetylen mật độ thấp và khả năng chống mài mòn và độ bền kéo tuyệt vời của polyetylen mật độ cao. Polyetylen mật độ thấp tuyến tính được trùng hợp bằng phương pháp pha khí áp suất thấp hoặc phương pháp dung dịch với monome etylen và 2-olefin. Mức độ phân nhánh của polyetylen mật độ thấp tuyến tính nằm giữa mật độ thấp và mật độ cao, do đó nó có khả năng chống nứt do ứng suất môi trường tuyệt vời. Khả năng chống nứt do ứng suất môi trường là một chỉ số cực kỳ quan trọng để xác định chất lượng vật liệu PE. Nó đề cập đến hiện tượng mẫu thử vật liệu chịu ứng suất uốn bị nứt trong môi trường chất hoạt động bề mặt. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự nứt do ứng suất của vật liệu bao gồm: trọng lượng phân tử, phân bố trọng lượng phân tử, độ kết tinh và cấu trúc vi mô của chuỗi phân tử. Trọng lượng phân tử càng lớn, phân bố trọng lượng phân tử càng hẹp, càng nhiều liên kết giữa các phân tử, thì khả năng chống nứt do ứng suất môi trường của vật liệu càng tốt và tuổi thọ của vật liệu càng dài; đồng thời, độ kết tinh của vật liệu cũng ảnh hưởng đến chỉ số này. Độ kết tinh càng thấp, khả năng chống nứt do ứng suất môi trường của vật liệu càng tốt. Độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt của vật liệu PE là một chỉ số khác để đo hiệu suất của vật liệu, và cũng có thể dự đoán điểm kết thúc sử dụng của vật liệu. Hàm lượng carbon trong vật liệu PE có thể chống lại hiệu quả sự ăn mòn của tia cực tím trên vật liệu, và chất chống oxy hóa có thể cải thiện hiệu quả tính chất chống oxy hóa của vật liệu.
2. Vật liệu vỏ bọc PVC
Vật liệu chống cháy PVC chứa các nguyên tử clo, sẽ cháy trong ngọn lửa. Khi cháy, nó sẽ phân hủy và giải phóng một lượng lớn khí HCl ăn mòn và độc hại, gây ra tác hại thứ cấp, nhưng nó sẽ tự tắt khi rời khỏi ngọn lửa, do đó nó có đặc tính không lan truyền ngọn lửa; đồng thời, vật liệu vỏ bọc PVC có độ dẻo và độ giãn tốt, được sử dụng rộng rãi trong cáp quang trong nhà.
3. Vật liệu vỏ bọc chống cháy không chứa halogen
Vì polyvinyl clorua sẽ tạo ra khí độc khi cháy, người ta đã phát triển vật liệu vỏ chống cháy ít khói, không chứa halogen, không độc hại và sạch, đó là thêm các chất chống cháy vô cơ Al(OH)3 và Mg(OH)2 vào vật liệu vỏ thông thường. Các chất này sẽ giải phóng nước kết tinh khi gặp lửa và hấp thụ nhiều nhiệt, nhờ đó ngăn nhiệt độ của vật liệu vỏ tăng lên và ngăn ngừa sự cháy. Vì chất chống cháy vô cơ được thêm vào vật liệu vỏ chống cháy không chứa halogen, độ dẫn điện của polyme sẽ tăng lên. Đồng thời, nhựa và chất chống cháy vô cơ là hai vật liệu hai pha hoàn toàn khác nhau. Trong quá trình gia công, cần phải ngăn ngừa sự trộn lẫn không đồng đều của chất chống cháy cục bộ. Chất chống cháy vô cơ nên được thêm vào với lượng thích hợp. Nếu tỷ lệ quá lớn, độ bền cơ học và độ giãn dài khi đứt của vật liệu sẽ giảm đáng kể. Các chỉ số để đánh giá tính chất chống cháy của chất chống cháy không chứa halogen là chỉ số oxy và nồng độ khói. Chỉ số oxy là nồng độ oxy tối thiểu cần thiết để vật liệu duy trì sự cháy cân bằng trong hỗn hợp khí oxy và nitơ. Chỉ số oxy càng lớn, khả năng chống cháy của vật liệu càng tốt. Nồng độ khói được tính bằng cách đo độ truyền qua của chùm tia sáng song song đi qua khói sinh ra do sự cháy của vật liệu trong một không gian và chiều dài đường truyền quang nhất định. Nồng độ khói càng thấp, lượng khói thải ra càng ít và hiệu suất của vật liệu càng tốt.
4. Vật liệu vỏ bọc chống ăn mòn điện
Trong hệ thống thông tin điện lực, ngày càng có nhiều cáp quang tự đỡ đa phương tiện (ADSS) được đặt trong cùng một cột với đường dây điện cao thế trên không. Để khắc phục ảnh hưởng của điện trường cảm ứng cao thế lên vỏ cáp, người ta đã phát triển và sản xuất một loại vật liệu vỏ cáp chống trầy xước điện mới. Vật liệu vỏ cáp này được tạo ra bằng cách kiểm soát chặt chẽ hàm lượng muội than, kích thước và sự phân bố của các hạt muội than, đồng thời bổ sung các chất phụ gia đặc biệt để đạt được hiệu suất chống trầy xước điện tuyệt vời.
Thời gian đăng bài: 26/08/2024