غلاف الكابل (المعروف أيضًا بالغلاف الخارجي) هو الطبقة الخارجية للكابل أو الكابل الضوئي أو السلك، وهو الحاجز الأهم في الكابل لحماية السلامة الهيكلية الداخلية، حيث يحمي الكابل من الحرارة الخارجية والبرودة والرطوبة والأشعة فوق البنفسجية والأوزون والتلف الكيميائي والميكانيكي أثناء التركيب وبعده. لا يُقصد بغلاف الكابل استبدال التعزيزات داخل الكابل، ولكنه يوفر أيضًا مستوى عالٍ نسبيًا من الحماية المحدودة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لغلاف الكابل أيضًا تثبيت شكل وهيئة الموصل المجدول، بالإضافة إلى طبقة الحماية (إن وجدت)، مما يقلل من التداخل مع التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) للكابل. هذا مهم لضمان نقل متسق للطاقة أو الإشارة أو البيانات داخل الكابل أو السلك. يلعب الغلاف أيضًا دورًا مهمًا في متانة الكابلات والأسلاك الضوئية.
هناك العديد من أنواع مواد غلاف الكابل، ومواد غلاف الكابل المستخدمة بشكل شائع هي -البولي إيثيلين المتشابك (XLPE)، بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE)، إيثيلين بروبيلين مفلور (FEP)، راتنج بيرفلورو ألكوكسي (PFA)، بولي يوريثين (PUR)،البولي إيثيلين (PE)، إلاستومر حراري بلاستيكي (TPE) وبولي فينيل كلوريد (PVC)كل واحد منهم لديه خصائص أداء مختلفة.
يجب أن يُراعى عند اختيار المواد الخام لأغلفة الكابلات قابليتها للتكيف مع البيئة وتوافق استخدام الموصلات. على سبيل المثال، قد تتطلب البيئات شديدة البرودة أغلفة كابلات تحافظ على مرونتها في درجات حرارة منخفضة جدًا. يُعد اختيار مادة الغلاف المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لتحديد الكابل الضوئي الأنسب لكل تطبيق. لذلك، من المهم فهم الغرض الذي يجب أن يلبيه الكابل أو السلك الضوئي والمتطلبات التي يجب أن يفي بها.
بولي فينيل كلوريد (PVC)مادة شائعة الاستخدام في تغليف الكابلات. تُصنع من راتنج أساسه بولي فينيل كلوريد، مع إضافة مواد تثبيت وملدنات وحشوات غير عضوية مثل كربونات الكالسيوم، ومواد مضافة ومواد تشحيم، وغيرها، عن طريق الخلط والعجن والبثق. تتميز بخصائص فيزيائية وميكانيكية وكهربائية ممتازة، بالإضافة إلى مقاومتها الجيدة للعوامل الجوية وثباتها الكيميائي، كما يُمكن تحسين أدائها بإضافة مواد مضافة مختلفة، مثل مثبطات اللهب ومقاومة الحرارة، وغيرها.
طريقة إنتاج غلاف كابل PVC هي إضافة جزيئات PVC إلى الطارد وطردها تحت درجة حرارة عالية وضغط لتشكيل غلاف كابل أنبوبي.
تتميز أغلفة كابلات PVC بانخفاض تكلفتها وسهولة تصنيعها وتركيبها، ونطاق تطبيقاتها الواسع. تُستخدم غالبًا في كابلات الجهد المنخفض، وكابلات الاتصالات، وأسلاك البناء، وغيرها من المجالات. ومع ذلك، فإن مقاومتها لدرجات الحرارة العالية، والبرودة، والأشعة فوق البنفسجية، وغيرها من خصائص أغلفة كابلات PVC ضعيفة نسبيًا، وتحتوي على مواد ضارة بالبيئة وجسم الإنسان، وتُسبب العديد من المشاكل عند استخدامها في بيئات خاصة. مع ازدياد الوعي البيئي وتحسين متطلبات أداء المواد، طُرحت متطلبات أعلى لمواد PVC. لذلك، تُستخدم أغلفة كابلات PVC بعناية في بعض المجالات المتخصصة، مثل الطيران، والفضاء، والطاقة النووية، وغيرها من المجالات.
البولي إيثيلين (PE)مادة شائعة الاستخدام في أغلفة الكابلات. تتميز بخصائص ميكانيكية ممتازة وثبات كيميائي، بالإضافة إلى مقاومة ممتازة للحرارة والبرودة والعوامل الجوية. يمكن تحسين أغلفة كابلات البولي إيثيلين بإضافة مواد مضافة، مثل مضادات الأكسدة وممتصات الأشعة فوق البنفسجية، وغيرها.
طريقة إنتاج غلاف كابل PE تشبه طريقة إنتاج PVC، حيث يتم إضافة جزيئات PE إلى الطارد ويتم بثقها تحت درجة حرارة عالية وضغط لتشكيل غلاف كابل أنبوبي.
يتميز غلاف كابلات البولي إيثيلين بمقاومة عالية للعوامل البيئية ومقاومة عالية للأشعة فوق البنفسجية، بالإضافة إلى سعره المنخفض نسبيًا، ويُستخدم على نطاق واسع في الكابلات البصرية، وكابلات الجهد المنخفض، وكابلات الاتصالات، وكابلات التعدين، وغيرها من المجالات. يُعد البولي إيثيلين المتشابك (XLPE) مادةً لأغلفة الكابلات تتميز بخصائص كهربائية وميكانيكية عالية. يُنتج عن طريق ربط مواد البولي إيثيلين المتشابكة في درجات حرارة عالية. يُمكّن تفاعل الربط من تشكيل هيكل شبكي ثلاثي الأبعاد، مما يجعله يتمتع بقوة عالية ومقاومة عالية لدرجات الحرارة العالية. يُستخدم غلاف كابلات XLPE على نطاق واسع في مجال كابلات الجهد العالي، مثل خطوط النقل والمحطات الفرعية، وغيرها. يتميز بخصائص كهربائية ممتازة، وقوة ميكانيكية، وثبات كيميائي، بالإضافة إلى مقاومة ممتازة للحرارة والطقس.
البولي يوريثين (PUR)يشير إلى مجموعة من المواد البلاستيكية التي طُوّرت في أواخر ثلاثينيات القرن العشرين. يُنتَج هذا البلاستيك بعملية كيميائية تُسمى بلمرة الإضافة. عادةً ما تكون المادة الخام هي البترول، ولكن يُمكن أيضًا استخدام مواد نباتية مثل البطاطس والذرة وبنجر السكر في إنتاجه. يُعدّ البولي يوريثان (PUR) مادة شائعة الاستخدام في أغلفة الكابلات. وهو مادة مرنة مرنة تتميز بمقاومة ممتازة للتآكل والشيخوخة والزيوت والأحماض والقلويات، بالإضافة إلى قوة ميكانيكية جيدة وخصائص استعادة مرنة. يمكن تحسين أغلفة كابلات البولي يوريثان بإضافة مواد مضافة مختلفة، مثل مثبطات اللهب، والمواد المقاومة لدرجات الحرارة العالية، وغيرها.
طريقة إنتاج غلاف كابل البولي يوريثان هي إضافة جزيئات البولي يوريثان إلى جهاز البثق، ثم بثقها تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين لتشكيل غلاف كابل أنبوبي. يتميز البولي يوريثان بخصائص ميكانيكية ممتازة.
تتميز هذه المادة بمقاومة ممتازة للتآكل والقطع والتمزق، وتحافظ على مرونتها العالية حتى في درجات الحرارة المنخفضة. هذا ما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب حركة ديناميكية وانحناءً، مثل سلاسل السحب. في التطبيقات الروبوتية، تستطيع الكابلات المغلفة بالبولي يوريثان تحمل ملايين دورات الانحناء أو قوى الالتواء القوية دون مشاكل. كما تتميز البولي يوريثان بمقاومة عالية للزيوت والمذيبات والأشعة فوق البنفسجية. بالإضافة إلى ذلك، ووفقًا لتركيب المادة، فهي خالية من الهالوجين ومقاومة للهب، وهما معياران مهمان للكابلات الحاصلة على شهادة UL والمستخدمة في الولايات المتحدة. تُستخدم كابلات البولي يوريثان بشكل شائع في بناء الآلات والمصانع، والأتمتة الصناعية، وصناعة السيارات.
على الرغم من أن غلاف كابل PUR يتمتع بخصائص فيزيائية وميكانيكية وكيميائية جيدة، إلا أن سعره مرتفع نسبيًا ولا يناسب المناسبات منخفضة التكلفة والإنتاج الضخم.
إلاستومر البولي يوريثين الحراري البلاستيكي (TPU)مادة شائعة الاستخدام في تغليف الكابلات. تختلف عن إلاستومر البولي يوريثان (PUR)، فهي مادة لدنة بالحرارة تتميز بسهولة المعالجة والمرونة.
يتميز غلاف كابل TPU بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة للزيت ومقاومة للأحماض والقلويات ومقاومة للطقس، كما يتميز بقوة ميكانيكية جيدة وأداء استرداد مرن، مما يمكنه التكيف مع بيئة الحركة الميكانيكية المعقدة وبيئة الاهتزاز.
يتم تصنيع غلاف الكابل TPU عن طريق إضافة جزيئات TPU إلى جهاز البثق وبثقها تحت درجة حرارة عالية وضغط لتشكيل غلاف كابل أنبوبي.
يُستخدم غلاف كابلات TPU على نطاق واسع في الأتمتة الصناعية، ومعدات الآلات، وأنظمة التحكم في الحركة، والروبوتات، وغيرها من المجالات، بالإضافة إلى السيارات والسفن. يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل وأداء مرن للاستعادة، ما يحمي الكابل بفعالية، كما يتميز بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة.
بالمقارنة مع البولي يوريثان، يتميز غلاف كابلات TPU بأداء معالجة ومرونة جيدين، مما يجعله يتكيف مع متطلبات أحجام وأشكال الكابلات المختلفة. ومع ذلك، فإن سعر غلاف كابلات TPU مرتفع نسبيًا، وهو غير مناسب للإنتاج الضخم منخفض التكلفة.
مطاط السيليكون (PU)مادة شائعة الاستخدام في تغليف الكابلات. وهي مادة بوليمرية عضوية، تشير إلى السلسلة الرئيسية المكونة من ذرات السيليكون والأكسجين بالتناوب، وعادةً ما ترتبط ذرة السيليكون بمجموعتين عضويتين من المطاط. يتكون مطاط السيليكون العادي بشكل أساسي من سلاسل سيليكون تحتوي على مجموعات ميثيل وكمية صغيرة من الفينيل. يُحسّن إضافة مجموعة الفينيل من مقاومة مطاط السيليكون لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة، ويُحسّن إضافة مجموعة ثلاثي فلورو بروبيل ومجموعتي السيانيد من مقاومة مطاط السيليكون للحرارة والزيت. يتميز البولي يوريثان بمقاومة جيدة لدرجات الحرارة العالية والبرودة والأكسدة، بالإضافة إلى ليونة ومرونة جيدة. يمكن تحسين أداء غلاف كابلات مطاط السيليكون بإضافة إضافات مختلفة، مثل عوامل مقاومة للتآكل والزيت، وغيرها.
طريقة إنتاج غلاف كابلات مطاط السيليكون هي إضافة خليط مطاط السيليكون إلى جهاز البثق، ثم بثقه تحت درجة حرارة وضغط عاليين لتشكيل غلاف كابل أنبوبي. يُستخدم غلاف كابلات مطاط السيليكون على نطاق واسع في مجالات مقاومة درجات الحرارة والضغط العاليين والعوامل الجوية، مثل الفضاء، ومحطات الطاقة النووية، والبتروكيماويات، والقطاع العسكري، وغيرها.
يتميز بمقاومة جيدة لدرجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة، ويمكنه العمل بثبات في درجات الحرارة العالية والضغط العالي وبيئة التآكل القوية، ولكنه يتمتع أيضًا بقوة ميكانيكية جيدة وأداء استرداد مرن، ويمكنه التكيف مع الحركة الميكانيكية المعقدة وبيئة الاهتزاز.
بالمقارنة مع مواد تغليف الكابلات الأخرى، يتميز غلاف كابلات المطاط السيليكوني بمقاومة أعلى للحرارة والأكسدة، بالإضافة إلى ليونة ومرونة ممتازة، مما يجعله مناسبًا لبيئات العمل الأكثر تعقيدًا. ومع ذلك، فإن سعر غلاف كابلات المطاط السيليكوني مرتفع نسبيًا، ولا يناسب الإنتاج الضخم منخفض التكلفة.
بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE)مادة شائعة الاستخدام في تغليف الكابلات، تُعرف أيضًا باسم بولي تترافلوروإيثيلين. وهي مادة بوليمرية تتميز بمقاومة ممتازة للتآكل ودرجات الحرارة العالية والمقاومة الكيميائية، ويمكنها العمل بثبات في درجات حرارة عالية جدًا وضغط عالٍ وبيئات تآكل قوية. بالإضافة إلى ذلك، تتميز بلاستيكات الفلور بخصائص ممتازة في مقاومة اللهب والتآكل.
طريقة إنتاج غلاف الكابل البلاستيكي الفلوري هي إضافة جزيئات بلاستيكية من الفلور إلى الطارد وبثقها تحت درجة حرارة عالية وضغط لتشكيل غلاف كابل أنبوبي.
يُستخدم غلاف كابلات الفلور البلاستيكي على نطاق واسع في مجالات الطيران والفضاء، ومحطات الطاقة النووية، والبتروكيماويات، وغيرها من المجالات المتطورة، بالإضافة إلى أشباه الموصلات، والاتصالات البصرية، وغيرها. يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل ودرجات الحرارة العالية، ويمكنه العمل بثبات في درجات الحرارة العالية، والضغط العالي، وبيئات التآكل القوية لفترة طويلة، كما يتميز بقوة ميكانيكية ممتازة وأداء استرجاع مرن، مما يجعله يتكيف مع بيئات الحركة والاهتزاز الميكانيكية المعقدة.
بالمقارنة مع مواد أغلفة الكابلات الأخرى، يتميز غلاف الكابل البلاستيكي الفلوري بمقاومة أعلى للتآكل ودرجات الحرارة العالية، مما يجعله مناسبًا لبيئات العمل القاسية. ومع ذلك، فإن سعر غلاف الكابل البلاستيكي الفلوري مرتفع نسبيًا، ولا يناسب الإنتاج الضخم منخفض التكلفة.
وقت النشر: ١٤ أكتوبر ٢٠٢٤