Օպտիկամանրաթելային մալուխի ջրային այտուցված ժապավեն

Տեխնոլոգիական մամուլ

Օպտիկամանրաթելային մալուխի ջրային այտուցված ժապավեն

1 Ներածություն

Վերջին տասնամյակում կապի տեխնոլոգիաների արագ զարգացման հետ մեկտեղ, օպտիկամանրաթելային մալուխների կիրառման ոլորտը ընդլայնվել է: Քանի որ օպտիկամանրաթելային մալուխների նկատմամբ շրջակա միջավայրի պահանջները շարունակում են աճել, աճում են նաև օպտիկամանրաթելային մալուխներում օգտագործվող նյութերի որակի պահանջները: Օպտիկամանրաթելային մալուխի ջրամեկուսիչ ժապավենը օպտիկամանրաթելային մալուխների արդյունաբերության մեջ օգտագործվող տարածված ջուրամեկուսիչ նյութ է, օպտիկամանրաթելային մալուխում կնքման, ջրամեկուսացման, խոնավության և բուֆերային պաշտպանության դերը լայնորեն ճանաչվել է, և դրա բազմազանությունն ու կատարողականը անընդհատ կատարելագործվել և կատարելագործվել են օպտիկամանրաթելային մալուխի զարգացման հետ մեկտեղ: Վերջին տարիներին օպտիկական մալուխի մեջ ներդրվել է «չոր միջուկի» կառուցվածքը: Այս տեսակի մալուխի ջրամեկուսիչ նյութը սովորաբար ժապավենի, թելի կամ ծածկույթի համադրություն է՝ կանխելու համար ջրի երկայնական ներթափանցումը մալուխի միջուկի մեջ: Չոր միջուկի օպտիկամանրաթելային մալուխների աճող ընդունման հետ մեկտեղ, չոր միջուկի օպտիկամանրաթելային մալուխի նյութերը արագորեն փոխարինում են ավանդական վազելինային հիմքով մալուխի լցոնման միացություններին: Չոր միջուկի նյութը օգտագործում է պոլիմեր, որը արագորեն կլանում է ջուրը՝ առաջացնելով հիդրոգել, որը այտուցվում և լցնում է մալուխի ջրի ներթափանցման ալիքները: Բացի այդ, քանի որ չոր միջուկը չի պարունակում կպչուն ճարպ, մալուխը միացմանը նախապատրաստելու համար անհրաժեշտ չեն անձեռոցիկներ, լուծիչներ կամ մաքրող միջոցներ, և մալուխի միացման ժամանակը զգալիորեն կրճատվում է: Մալուխի թեթև քաշը և արտաքին ամրացնող թելի ու պատյանի միջև լավ կպչունությունը չեն նվազում, ինչը այն դարձնում է հանրաճանաչ ընտրություն:

2 Ջրի ազդեցությունը մալուխի և ջրակայունության մեխանիզմի վրա

Ջրազրկման տարբեր միջոցառումներ ձեռնարկելու հիմնական պատճառն այն է, որ մալուխ մտնող ջուրը քայքայվում է ջրածնի և O2H- իոնների, ինչը մեծացնում է օպտիկական մանրաթելի փոխանցման կորուստը, նվազեցնում մանրաթելի աշխատանքը և կրճատում մալուխի կյանքի տևողությունը: Ջրազրկման ամենատարածված միջոցառումներն են նավթային մածուկով լցնելը և ջուրազրկող ժապավենի ավելացումը, որոնք լցվում են մալուխի միջուկի և պատյանի միջև ընկած ճեղքում՝ ջրի և խոնավության ուղղահայաց տարածումը կանխելու համար, այդպիսով դեր խաղալով ջրի արգելափակման մեջ:

Երբ սինթետիկ խեժերը մեծ քանակությամբ օգտագործվում են որպես մեկուսիչներ օպտիկամանրաթելային մալուխներում (առաջին հերթին՝ մալուխներում), այս մեկուսիչ նյութերը նույնպես չեն անձեռնմխելի ջրի ներթափանցումից: Մեկուսիչ նյութում «ջրային ծառերի» առաջացումը փոխանցման արդյունավետության վրա ազդեցության հիմնական պատճառն է: Ջրային ծառերի ազդեցության մեխանիզմը մեկուսիչ նյութի վրա սովորաբար բացատրվում է հետևյալ կերպ. ուժեղ էլեկտրական դաշտի պատճառով (մեկ այլ վարկած է, որ խեժի քիմիական հատկությունները փոխվում են արագացված էլեկտրոնների շատ թույլ լիցքաթափման պատճառով), ջրի մոլեկուլները թափանցում են օպտիկամանրաթելային մալուխի պատյանային նյութում առկա տարբեր քանակությամբ միկրոծակոտիների միջով: Ջրի մոլեկուլները կթափանցեն մալուխի պատյանային նյութի տարբեր քանակությամբ միկրոծակոտիների միջով՝ ձևավորելով «ջրային ծառեր», աստիճանաբար կուտակելով մեծ քանակությամբ ջուր և տարածվելով մալուխի երկայնական ուղղությամբ՝ ազդելով մալուխի արդյունավետության վրա: Տարիների միջազգային հետազոտություններից և փորձարկումներից հետո, 1980-ականների կեսերին, ջրային ծառեր արտադրելու լավագույն միջոցը գտնելու համար, այսինքն՝ մալուխի էքստրուզիոն փաթաթվելուց առաջ ջրակլանիչ շերտով և ջրային պատնեշի ընդլայնմամբ, որը խոչընդոտում և դանդաղեցնում էր ջրային ծառերի աճը՝ խոչընդոտելով մալուխի մեջ ջրի ներթափանցումը երկայնական տարածման ներսում։ Միևնույն ժամանակ, արտաքին վնասի և ջրի ներթափանցման պատճառով, ջրային պատնեշը կարող է նաև արագորեն խոչընդոտել ջուրը՝ չխանգարելով մալուխի երկայնական տարածմանը։

3 Մալուխային ջրային պատնեշի ընդհանուր տեսք

3. 1 Օպտիկամանրաթելային մալուխային ջրային արգելապատնեշների դասակարգում
Օպտիկական մալուխային ջրային արգելապատնեշները դասակարգելու բազմաթիվ եղանակներ կան, որոնք կարելի է դասակարգել ըստ իրենց կառուցվածքի, որակի և հաստության: Ընդհանուր առմամբ, դրանք կարելի է դասակարգել ըստ իրենց կառուցվածքի՝ երկկողմանի շերտավորված ջրարգելակ, միակողմանի ծածկույթով ջրարգելակ և կոմպոզիտային թաղանթային ջրարգելակ: Ջրային արգելապատնեշի ջրային արգելապատնեշի գործառույթը հիմնականում պայմանավորված է բարձր ջրակլանողականությամբ նյութով (կոչվում է ջրային արգելակ), որը կարող է արագ ուռչել ջրային արգելապատնեշի ջրի հետ շփումից հետո՝ առաջացնելով գելի մեծ ծավալ (ջրային արգելապատնեշը կարող է կլանել հարյուրավոր անգամ ավելի շատ ջուր, քան ինքն իրեն), այդպիսով կանխելով ջրային ծառի աճը և կանխելով ջրի շարունակական ներթափանցումը և տարածումը: Դրանք ներառում են ինչպես բնական, այնպես էլ քիմիապես մոդիֆիկացված պոլիսախարիդներ:
Չնայած այս բնական կամ կիսաբնական ջրարգելակիչները լավ հատկություններ ունեն, դրանք ունեն երկու ճակատագրական թերություն.
1) դրանք կենսաքայքայվող են և 2) դրանք շատ դյուրավառ են։ Սա քիչ հավանական է դարձնում դրանց օգտագործումը օպտիկամանրաթելային մալուխային նյութերում։ Ջրակայուն նյութի մեջ սինթետիկ նյութի մեկ այլ տեսակը ներկայացված է պոլիակրիլատներով, որոնք կարող են օգտագործվել որպես ջրակայուն նյութեր օպտիկական մալուխների համար, քանի որ դրանք համապատասխանում են հետևյալ պահանջներին. 1) չոր վիճակում դրանք կարող են հակազդել օպտիկական մալուխների արտադրության ընթացքում առաջացող լարվածություններին։
2) չոր վիճակում դրանք կարող են դիմակայել օպտիկական մալուխների աշխատանքային պայմաններին (ջերմային ցիկլը սենյակային ջերմաստիճանից մինչև 90 °C)՝ առանց մալուխի կյանքի տևողությանը ազդելու, ինչպես նաև կարող են դիմակայել բարձր ջերմաստիճաններին կարճ ժամանակահատվածներում։
3) երբ ջուրը մտնում է, դրանք կարող են արագ այտուցվել և գել առաջացնել ընդարձակման արագությամբ։
4) առաջացնում է բարձր մածուցիկ գել, նույնիսկ բարձր ջերմաստիճաններում գելի մածուցիկությունը երկար ժամանակ կայուն է մնում։

Ջրամեկուսիչների սինթեզը կարելի է լայնորեն բաժանել ավանդական քիմիական մեթոդների՝ հակադարձ փուլային մեթոդ (ջուրը յուղի մեջ պոլիմերացման խաչաձև կապակցման մեթոդ), իրենց սեփական խաչաձև կապակցման պոլիմերացման մեթոդ՝ սկավառակային մեթոդ, ճառագայթման մեթոդ՝ «կոբալտ 60» γ-ճառագայթման մեթոդ: Խաչաձև կապակցման մեթոդը հիմնված է «կոբալտ 60» γ-ճառագայթման մեթոդի վրա: Սինթեզի տարբեր մեթոդներ ունեն պոլիմերացման և խաչաձև կապակցման տարբեր աստիճաններ և, հետևաբար, շատ խիստ պահանջներ են ներկայացնում ջուրը արգելափակող նյութի համար, որը պահանջվում է ջուրը արգելափակող ժապավենների համար: Միայն շատ քիչ պոլիակրիլատներ կարող են բավարարել վերը նշված չորս պահանջները, գործնական փորձի համաձայն, ջուրը արգելափակող նյութերը (ջուրը կլանում են խեժերը) չեն կարող օգտագործվել որպես հումք խաչաձև կապակցված նատրիումի պոլիակրիլատի մեկ մասի համար, պետք է օգտագործվեն բազմապոլիմերային խաչաձև կապակցման մեթոդում (այսինքն՝ խաչաձև կապակցված նատրիումի պոլիակրիլատի խառնուրդի բազմազան մասը)՝ արագ և բարձր ջրի կլանման բազմակի նպատակին հասնելու համար: Հիմնական պահանջներն են՝ ջրի կլանման բազմապատիկը կարող է հասնել մոտ 400 անգամի, ջրի կլանման արագությունը կարող է հասնել առաջին րոպեին՝ կլանելով ջրակայուն նյութի կողմից կլանված ջրի 75%-ը։ Ջրակայուն չորացման ջերմային կայունության պահանջները՝ երկարատև ջերմաստիճանային դիմադրություն 90°C, առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճանը 160°C, ակնթարթային ջերմաստիճանային դիմադրություն 230°C (հատկապես կարևոր է էլեկտրական ազդանշաններով ֆոտոէլեկտրական կոմպոզիտային մալուխի համար)։ Ջրի կլանումը գելի առաջացումից հետո կայունության պահանջները՝ մի քանի ջերմային ցիկլերից հետո (20°C ~ 95°C)։ Ջրի կլանումից հետո գելի կայունությունը պահանջում է բարձր մածուցիկություն և գելի ամրություն մի քանի ջերմային ցիկլերից հետո (20°C-ից մինչև 95°C)։ Գելի կայունությունը զգալիորեն տատանվում է՝ կախված սինթեզի մեթոդից և արտադրողի կողմից օգտագործվող նյութերից։ Միևնույն ժամանակ, որքան արագ է ընդարձակման արագությունը, այնքան լավ, որոշ ապրանքների միակողմանի արագության հետապնդումը, հավելանյութերի օգտագործումը չեն նպաստում հիդրոգելի կայունությանը, խաթարում են ջուրը պահելու ունակությունը, բայց չեն ապահովում ջրակայունության էֆեկտ։

3. Ջրակայուն ժապավենի 3 բնութագրերը։ Քանի որ մալուխը արտադրության, փորձարկման, տեղափոխման, պահպանման և օգտագործման գործընթացում դիմակայում է շրջակա միջավայրի փորձարկումներին, օպտիկական մալուխի օգտագործման տեսանկյունից մալուխի ջրակայուն ժապավենի պահանջները հետևյալն են.
1) արտաքին տեսքի մանրաթելային բաշխում, կոմպոզիտային նյութեր առանց շերտավորման և փոշու, որոշակի մեխանիկական ամրությամբ, հարմար մալուխի կարիքների համար.
2) միատարր, կրկնվող, կայուն որակ, մալուխի ձևավորման մեջ չի շերտավորվի և չի արտադրվի
3) բարձր ընդարձակման ճնշում, արագ ընդարձակման արագություն, լավ գելի կայունություն։
4) լավ ջերմային կայունություն, հարմար է տարբեր հետագա մշակման համար.
5) բարձր քիմիական կայունություն, չի պարունակում որևէ կոռոզիոն բաղադրիչ, դիմացկուն է մանրէների և բորբոսի էրոզիայի նկատմամբ։
6) լավ համատեղելիություն օպտիկական մալուխի այլ նյութերի հետ, օքսիդացման դիմադրություն և այլն:

4 Օպտիկական մալուխի ջրային պատնեշի աշխատանքային չափանիշներ

Մեծ թվով հետազոտությունների արդյունքները ցույց են տալիս, որ անորակ ջրակայունությունը մալուխի փոխանցման կատարողականի երկարաժամկետ կայունությանը կարող է մեծ վնաս հասցնել։ Այս վնասը դժվար է հայտնաբերել օպտիկամանրաթելային մալուխի արտադրության և գործարանային ստուգման ընթացքում, բայց աստիճանաբար կհայտնվի օգտագործումից հետո մալուխի տեղադրման գործընթացում։ Հետևաբար, համապարփակ և ճշգրիտ փորձարկման ստանդարտների ժամանակին մշակումը, բոլոր կողմերի համար ընդունելի գնահատման հիմք գտնելու համար, դարձել է հրատապ խնդիր։ Հեղինակի կողմից ջրարգելակող գոտիների վերաբերյալ իրականացված լայնածավալ հետազոտությունները, ուսումնասիրությունները և փորձարկումները բավարար տեխնիկական հիմք են հանդիսացել ջրարգելակող գոտիների տեխնիկական ստանդարտների մշակման համար։ Որոշեք ջրարգելակող արժեքի կատարողականի պարամետրերը՝ հիմնվելով հետևյալի վրա.
1) ջրարգելակի համար օպտիկական մալուխի ստանդարտի պահանջները (հիմնականում օպտիկական մալուխի ստանդարտում օպտիկական մալուխի նյութի պահանջները).
2) ջրային արգելապատնեշների արտադրության և օգտագործման փորձ և համապատասխան փորձարկման զեկույցներ.
3) ջրամեկուսիչ ժապավենների բնութագրերի ազդեցության վերաբերյալ հետազոտության արդյունքները օպտիկամանրաթելային մալուխների աշխատանքի վրա։

4. 1 Արտաքին տեսք
Ջրամեկուսիչ ժապավենի տեսքը պետք է լինի հավասարաչափ բաշխված մանրաթելերի վրա, մակերեսը պետք է լինի հարթ և զերծ կնճիռներից, ծալքերից և պատռվածքներից, ժապավենի լայնության վրա չպետք է լինեն ճեղքեր, կոմպոզիտային նյութը պետք է զերծ լինի շերտազատումից, ժապավենը պետք է ամուր փաթաթված լինի, և ձեռքի ժապավենի եզրերը պետք է զերծ լինեն «ծղոտե գլխարկի ձևից»։

4.2 Ջրամեկուսիչի մեխանիկական ամրությունը
Ջրարգելակիչի ձգման ամրությունը կախված է պոլիեսթերային ոչ հյուսված ժապավենի արտադրության եղանակից, նույն քանակական պայմաններում վիսկոզային մեթոդը արտադրանքի արտադրության համար ավելի լավն է, քան տաք գլանման մեթոդը՝ ձգման ամրության առումով, հաստությունը նույնպես ավելի բարակ է: Ջրարգելակիչ ժապավենի ձգման ամրությունը տատանվում է՝ կախված նրանից, թե ինչպես է մալուխը փաթաթվում կամ փաթաթվում մալուխի շուրջը:
Սա երկու ջրարգելակող գոտիների համար հիմնական ցուցանիշ է, որոնց համար փորձարկման մեթոդը պետք է միասնականացվի սարքի, հեղուկի և փորձարկման ընթացակարգի հետ։ Ջրարգելակող ժապավենի հիմնական ջրարգելակող նյութը մասամբ խաչաձև կապված նատրիումի պոլիակրիլատն է և դրա ածանցյալները, որոնք զգայուն են ջրի որակի պահանջների կազմի և բնույթի նկատմամբ։ Ջրարգելակող ժապավենի ուռչման բարձրության ստանդարտը միասնականացնելու համար գերակշռում է ապաիոնացված ջրի օգտագործումը (արբիտրաժում օգտագործվում է թորած ջուր), քանի որ ապաիոնացված ջրում, որը հիմնականում մաքուր ջուր է, անիոնային և կատիոնային բաղադրիչներ չկան։ Ջրարգելակող խեժի կլանման բազմապատկիչը տարբեր ջրային որակներում մեծապես տատանվում է, եթե մաքուր ջրում կլանման բազմապատկիչը անվանական արժեքի 100%-ն է, ծորակի ջրում՝ 40%-ից մինչև 60% (կախված յուրաքանչյուր վայրի ջրի որակից), ծովային ջրում՝ 12%, ստորգետնյա ջրերը կամ ջրահեռացման ջրերը ավելի բարդ են, դժվար է որոշել կլանման տոկոսը, և դրա արժեքը շատ ցածր կլինի։ Ջրամեկուսիչ էֆեկտն ու մալուխի կյանքի տևողությունը ապահովելու համար լավագույնն է օգտագործել 10 մմ-ից ավելի ուռչման բարձրությամբ ջրամեկուսիչ ժապավեն։

4.3 Էլեկտրական հատկություններ
Ընդհանուր առմամբ, օպտիկական մալուխը չի պարունակում մետաղական մետաղալարի էլեկտրական ազդանշանների փոխանցում, ուստի չի ներառում կիսահաղորդչային դիմադրության ջրամեկուսիչ ժապավենի օգտագործում, միայն 33 Վան Ցյանգ և այլն. օպտիկական մալուխի ջրամեկուսիչ ժապավեն
Էլեկտրական կոմպոզիտային մալուխը էլեկտրական ազդանշանների առկայությունից առաջ, պայմանագրով մալուխի կառուցվածքին համապատասխան հատուկ պահանջներ։

4.4 Ջերմային կայունություն Ջրամեկուսիչ ժապավենների մեծ մասը կարող է բավարարել ջերմային կայունության պահանջները՝ 90°C երկարատև ջերմաստիճանային դիմադրություն, 160°C առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճան, 230°C ակնթարթային ջերմաստիճանային դիմադրություն: Ջրամեկուսիչ ժապավենի աշխատանքային հատկությունները չպետք է փոխվեն այս ջերմաստիճաններում որոշակի ժամանակահատվածից հետո:

Գելի ամրությունը պետք է լինի ինտումեսցենտ նյութի ամենակարևոր բնութագիրը, մինչդեռ ընդարձակման արագությունը օգտագործվում է միայն սկզբնական ջրի ներթափանցման տևողությունը սահմանափակելու համար (1 մ-ից պակաս): Լավ ընդարձակման նյութը պետք է ունենա ճիշտ ընդարձակման արագություն և բարձր մածուցիկություն: Վատ ջրապաշտպան նյութը, նույնիսկ բարձր ընդարձակման արագությամբ և ցածր մածուցիկությամբ, կունենա վատ ջրապաշտպան հատկություններ: Սա կարելի է ստուգել մի շարք ջերմային ցիկլերի համեմատ: Հիդրոլիտիկ պայմաններում գելը կքայքայվի ցածր մածուցիկության հեղուկի, ինչը կվատացնի դրա որակը: Սա իրականացվում է ուռչող փոշի պարունակող մաքուր ջրային սուսպենզիան 2 ժամ խառնելով: Այնուհետև ստացված գելը առանձնացվում է ավելորդ ջրից և տեղադրվում է պտտվող մածուցիկաչափի մեջ՝ մածուցիկությունը չափելու համար 95°C ջերմաստիճանում 24 ժամ առաջ և հետո: Գելի կայունության տարբերությունը կարելի է տեսնել: Սա սովորաբար արվում է 8 ժամ տևողությամբ ցիկլերով՝ 20°C-ից մինչև 95°C և 8 ժամ տևողությամբ ցիկլերով՝ 95°C-ից մինչև 20°C ջերմաստիճանում: Համապատասխան գերմանական ստանդարտները պահանջում են 8 ժամ տևողությամբ 126 ցիկլ:

4. 5 Համատեղելիություն Ջրային պատնեշի համատեղելիությունը հատկապես կարևոր բնութագիր է օպտիկամանրաթելային մալուխի կյանքի տևողության հետ կապված և, հետևաբար, պետք է հաշվի առնվի մինչ այժմ օգտագործվող օպտիկամանրաթելային մալուխի նյութերի հետ կապված: Քանի որ համատեղելիությունը երկար ժամանակ է պահանջում ակնհայտ դառնալու համար, պետք է կիրառվի արագացված ծերացման թեստը, այսինքն՝ մալուխի նյութի նմուշը սրբվում է, փաթաթվում չոր ջրակայուն ժապավենի շերտով և պահվում է 100°C հաստատուն ջերմաստիճանի խցիկում 10 օր, որից հետո կշռվում է որակը: Նյութի ձգման ամրությունը և երկարացումը չպետք է փոխվեն ավելի քան 20%-ով փորձարկումից հետո:


Հրապարակման ժամանակը. Հուլիսի 22-2022