تجزیه و تحلیل کاربرد و مزایای PBT در صنعت کابل نوری

۱. مرور کلی

با توسعه سریع فناوری اطلاعات و ارتباطات، کابل‌های نوری، به عنوان حامل اصلی انتقال اطلاعات مدرن، به طور فزاینده‌ای الزامات بالاتری برای عملکرد و کیفیت دارند.پلی بوتیلن ترفتالات (PBT)به عنوان یک پلاستیک مهندسی ترموپلاستیک با عملکرد جامع عالی، نقش مهمی در ساخت کابل‌های نوری ایفا می‌کند. PBT با پلیمریزاسیون تراکمی دی متیل ترفتالات (DMT) یا اسید ترفتالیک (TPA) و بوتان دیول پس از استری شدن تشکیل می‌شود. این یکی از پنج پلاستیک مهندسی عمومی است و در ابتدا توسط GE توسعه داده شد و در دهه 1970 به صورت صنعتی عرضه شد. اگرچه نسبتاً دیر شروع شد، اما به سرعت توسعه یافته است. به دلیل عملکرد جامع عالی، فرآیندپذیری قوی و عملکرد با هزینه بالا، به طور گسترده در لوازم الکتریکی، خودرو، ارتباطات، لوازم خانگی و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. به ویژه در ساخت کابل‌های نوری، عمدتاً در تولید لوله‌های شل فیبر نوری استفاده می‌شود و یک نوع ضروری از مواد کابل با عملکرد بالا در مواد اولیه کابل‌های نوری است.

PBT یک پلی‌استر نیمه‌بلوری سفید شیری، نیمه‌شفاف تا مات با مقاومت حرارتی عالی و پایداری فرآیندی عالی است. ساختار مولکولی آن [(CH₂)₄OOCC₆H₄COO]n است. در مقایسه با PET، دو گروه متیلن بیشتر در بخش‌های زنجیره‌ای دارد که به زنجیره مولکولی اصلی آن ساختار مارپیچی و انعطاف‌پذیری بهتری می‌دهد. PBT در برابر اسیدهای قوی و قلیاهای قوی مقاوم نیست، اما می‌تواند در برابر اکثر حلال‌های آلی مقاومت کند و در دماهای بالا تجزیه می‌شود. به لطف خواص فیزیکی عالی، پایداری شیمیایی و عملکرد فرآیندی عالی، PBT به یک ماده ساختاری ایده‌آل در صنعت کابل نوری تبدیل شده است و به طور گسترده در محصولات مختلف PBT برای کابل‌های ارتباطی و کابل‌های نوری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۲. ویژگی‌های مواد PBT

PBT معمولاً به شکل مخلوط‌های اصلاح‌شده استفاده می‌شود. با افزودن مواد ضد حریق، تقویت‌کننده‌ها و سایر روش‌های اصلاح، می‌توان مقاومت حرارتی، عایق الکتریکی و سازگاری پردازش آن را بیشتر بهبود بخشید. PBT از استحکام مکانیکی بالا، چقرمگی خوب و مقاومت در برابر سایش برخوردار است و می‌تواند به طور مؤثر از فیبرهای نوری داخل کابل نوری در برابر آسیب ناشی از تنش مکانیکی محافظت کند. رزین PBT به عنوان یکی از مواد اولیه رایج برای کابل‌های نوری، تضمین می‌کند که محصولات کابل نوری ضمن حفظ استحکام ساختاری، انعطاف‌پذیری و پایداری خوبی داشته باشند.

در عین حال، از پایداری شیمیایی بالایی برخوردار است و می‌تواند در برابر محیط‌های خورنده مختلف مقاومت کند و عملکرد پایدار طولانی مدت کابل‌های نوری را در محیط‌های پیچیده مانند رطوبت و اسپری نمک تضمین کند. ماده PBT از پایداری حرارتی عالی برخوردار است و می‌تواند عملکرد پایدار را حتی در محیط‌های با دمای بالا حفظ کند، که آن را برای کاربردهای کابل نوری در مناطق دمایی مختلف مناسب می‌کند. این ماده عملکرد پردازشی عالی دارد و می‌تواند با اکستروژن، قالب‌گیری تزریقی و سایر روش‌ها شکل داده شود. این ماده برای مونتاژ کابل‌های نوری با اشکال و ساختارهای مختلف مناسب است و یک پلاستیک مهندسی با کارایی بالا است که به طور گسترده در ساخت کابل مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۳. کاربرد PBT در کابل‌های نوری

در فرآیند تولید کابل نوری، PBT عمدتاً در تولید لوله‌های شل برای ... استفاده می‌شود.فیبرهای نوریاستحکام و چقرمگی بالای آن می‌تواند به طور مؤثر از فیبرهای نوری پشتیبانی و محافظت کند و از آسیب‌های ناشی از عوامل فیزیکی مانند خم شدن و کشش جلوگیری کند. علاوه بر این، ماده PBT از مقاومت حرارتی عالی و عملکرد ضد پیری برخوردار است که به افزایش پایداری و قابلیت اطمینان کابل‌های نوری در طول کارکرد طولانی مدت کمک می‌کند. این ماده یکی از مواد اصلی PBT است که در حال حاضر در کابل‌های نوری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

PBT همچنین اغلب به عنوان غلاف بیرونی کابل‌های نوری استفاده می‌شود. این غلاف نه تنها باید از استحکام مکانیکی خاصی برای مقابله با تغییرات محیط خارجی برخوردار باشد، بلکه باید مقاومت سایشی عالی، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و مقاومت در برابر پیری UV نیز داشته باشد تا طول عمر کابل نوری در هنگام نصب در فضای باز، در محیط‌های مرطوب یا دریایی تضمین شود. غلاف کابل نوری الزامات بالایی برای عملکرد پردازشی و سازگاری محیطی PBT دارد و رزین PBT سازگاری خوبی با کاربرد نشان می‌دهد.

در سیستم‌های اتصال کابل نوری، PBT همچنین می‌تواند برای ساخت اجزای کلیدی مانند جعبه‌های اتصال استفاده شود. این اجزا باید الزامات سختگیرانه‌ای برای آب‌بندی، ضد آب بودن و مقاومت در برابر آب و هوا داشته باشند. ماده PBT با خواص فیزیکی عالی و پایداری ساختاری خود، انتخابی بسیار مناسب است و نقش پشتیبانی ساختاری مهمی را در سیستم مواد اولیه کابل نوری ایفا می‌کند.

۴. اقدامات احتیاطی در فرآیند

قبل از فرآیند قالب‌گیری تزریقی، PBT باید به مدت حدود ۳ ساعت در دمای ۱۱۰ تا ۱۲۰ درجه سانتیگراد خشک شود تا رطوبت جذب شده از بین برود و از تشکیل حباب یا شکنندگی در طول فرآیند جلوگیری شود. دمای قالب‌گیری باید بین ۲۵۰ تا ۲۷۰ درجه سانتیگراد کنترل شود و توصیه می‌شود دمای قالب در ۵۰ تا ۷۵ درجه سانتیگراد حفظ شود. از آنجا که دمای انتقال شیشه‌ای PBT تنها ۲۲ درجه سانتیگراد است و سرعت تبلور خنک‌کننده سریع است، زمان خنک‌سازی آن نسبتاً کوتاه است. در طول فرآیند قالب‌گیری تزریقی، لازم است از پایین بودن بیش از حد دمای نازل جلوگیری شود، زیرا این امر ممکن است باعث مسدود شدن کانال جریان شود. اگر دمای سیلندر از ۲۷۵ درجه سانتیگراد فراتر رود یا ماده مذاب برای مدت طولانی باقی بماند، ممکن است باعث تخریب حرارتی و شکنندگی شود.

توصیه می‌شود برای تزریق از دریچه بزرگتری استفاده شود. سیستم راهگاه گرم نباید استفاده شود. قالب باید اثر تخلیه خوبی داشته باشد. استفاده مجدد از مواد اسپروی PBT حاوی بازدارنده‌های شعله یا تقویت‌کننده الیاف شیشه توصیه نمی‌شود تا از افت عملکرد جلوگیری شود. پس از خاموش شدن دستگاه، محفظه باید به موقع با مواد PE یا PP تمیز شود تا از کربنیزه شدن مواد باقیمانده جلوگیری شود. این پارامترهای پردازش، اهمیت عملی و راهنمایی برای تولیدکنندگان مواد اولیه کابل نوری در تولید مواد کابل در مقیاس بزرگ دارند.

۵. مزایای کاربرد

کاربرد PBT در کابل‌های نوری، عملکرد کلی کابل‌های نوری را به طور قابل توجهی بهبود بخشیده است. استحکام و چقرمگی بالای آن، مقاومت در برابر ضربه و خستگی کابل نوری را افزایش داده و عمر مفید آن را افزایش می‌دهد. در همین حال، فرآیندپذیری عالی مواد PBT، راندمان تولید را افزایش داده و هزینه‌های تولید را کاهش داده است. مقاومت عالی در برابر پیری و خوردگی شیمیایی کابل نوری، آن را قادر می‌سازد تا برای مدت طولانی در محیط‌های سخت، عملکرد پایدار خود را حفظ کند و به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان و چرخه نگهداری محصول را افزایش دهد.

رزین PBT به عنوان یک دسته کلیدی در مواد اولیه کابل‌های نوری، در پیوندهای ساختاری متعدد نقش دارد و یکی از پلاستیک‌های مهندسی ترموپلاستیک است که تولیدکنندگان کابل نوری هنگام انتخاب مواد کابل، آن را در اولویت قرار می‌دهند.

۶. نتیجه‌گیری و چشم‌اندازها

PBT به دلیل عملکرد برجسته در خواص مکانیکی، پایداری حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت پردازش، به یک ماده مهم و ضروری در زمینه تولید کابل نوری تبدیل شده است. در آینده، با ادامه ارتقاء صنعت ارتباطات نوری، الزامات بالاتری برای عملکرد مواد مطرح خواهد شد. صنعت PBT باید به طور مداوم نوآوری‌های تکنولوژیکی و توسعه حفاظت از محیط زیست سبز را ارتقا دهد و عملکرد جامع و راندمان تولید خود را بیشتر افزایش دهد. در حالی که الزامات عملکرد برآورده می‌شود، کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های مواد به PBT کمک می‌کند تا نقش مهم‌تری در کابل‌های نوری و طیف وسیع‌تری از زمینه‌های کاربردی ایفا کند.