一、引言
近年來,光通信在國內迅猛發展,中國已經成為了全球最大的光纖光纜生產國和消費國。光纜護套的主要材料聚乙烯使用量也迅猛增長,與此同時,市場上聚乙烯的性能優劣也參差不齊。而作為光纜抵御外界機械環境破壞的防線,聚乙烯的質量直接關系著光纜的使用壽命和穩定可靠性。
作為一種經濟實惠的手段,光纜外護套用聚乙烯材料一般會添加少量炭黑,炭黑不但起到對光纜外護套染色的作用,它還是一種光屏蔽劑,能吸收紫外光,防止聚乙烯分子鏈的斷裂和裂解,從而提升護套的抗紫外性能。GB/T 15065-2009《電線電纜用黑色聚乙烯塑料》中規定炭黑含量的范圍為2.60%±0.25%。過少的炭黑會導致材料抗紫外線能力不足,過多的炭黑則會犧牲聚乙烯的物理機械性能。因此,炭黑含量是光纜護套用聚乙烯材料的一個很重要的材料參數。
目前,國內線纜行業針對聚乙烯炭黑含量的檢測方法主要參考國家標準GB/T 2951.41-2008[2],標準中介紹了炭黑含量的兩種測試方法:一是直接燃燒法,標準規定該方法是炭黑含量的基準測試方法;二是熱重分析法(簡稱 TGA 法),標準規定為替代方法。
二、參考標準
GB/T15065-2009 電線電纜用黑色聚乙烯塑料
GB/T 2951.41-2008 電纜和光纜絕緣和護套材料通用試驗方法 第41部分
三、試驗設備
四、取樣
從電纜的一端取一端足夠沖涼的的絕緣和護套試樣。將試樣切成小塊,任意方向上的尺寸應不大于5mm。
要求:重量:(1.0±0.1)g
五、試驗步驟:
1. 將燃燒舟灼燒,干燥器冷卻>30min,稱重。
2. 樣品放入燃燒舟,稱重(樣品重量A)。
3. 將裝有試樣的燃燒舟放到石英管的中部。氮氣以(1.7±0.3)L/min的流速通過燃燒管,并在以后的加熱過程中保持這個流速。
4. 升溫:
a. 10min 升溫至 350℃;
b. 10min 升溫至 450℃;
c. 10min 升溫至 600℃;保溫 10min,爐子外
玻璃管內冷卻 5min,干燥器冷卻 30min,稱重(殘留物質量B)
此之前都為氮氣氛圍;
d. 600℃,切換為空氣/氧氣,放入樣品使炭黑燃燒,待冷卻后,稱重(殘留 物質量C)。
注意:1、以上質量精確到0.0001g
2、有疑問時,氮氣中的含氧量應限制在0.01%
建議:1、直接燃燒法中,延長氮氣氛圍下保溫時間或提高保溫溫度都能促進聚乙烯 料的有機物雜質完全分解,提高炭黑含量的測試準確性。
2、現今國內線纜行 業聚乙烯塑料的質量參差不齊,建議GB/T 2951.41-2008 在修訂時修改直接燃燒法相關測試參數,適應各種品質聚乙烯料的炭黑含 量的測試。
六、試驗結果分析
七、聚乙烯管材規定
《電線電纜用黑色聚乙烯塑料》中規定炭黑含量的范圍為 2.60%±0.25%
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