دليل شامل لمواد كابلات الألياف الضوئية الشائعة | كيفية اختيار مواد الكابلات المناسبة للبيئات المختلفة

يُعدّ اختيار المواد الخام المناسبة أمرًا بالغ الأهمية في تصميم كابلات الألياف الضوئية. فبيئات التشغيل المختلفة، كالبرودة الشديدة، ودرجات الحرارة المرتفعة، والرطوبة، والتركيب الخارجي، والانحناء المستمر، أو الحركة المتكررة، تفرض متطلبات متنوعة على مواد كابلات الألياف الضوئية. نلخص هنا بعض المواد الأساسية الشائعة الاستخدام في هذا المجال، ونحلل خصائص أدائها وتطبيقاتها العملية للمساعدة في تحسين تصميم كابلات الألياف الضوئية واختيار المواد المناسبة.

1. مادة PBT (بولي بيوتيلين تيريفثالات) - المادة الأكثر شيوعًا للأنابيب الفضفاضة

مادة PBTيُعدّ البولي بيوتيلين تيريفثالات (PBT) المادة الأكثر استخدامًا في الأنابيب الفضفاضة لكابلات الألياف الضوئية. تميل المواد البلاستيكية العادية المستخدمة في الكابلات إلى أن تصبح هشة عند درجات الحرارة المنخفضة وتلين عند درجات الحرارة المرتفعة. يُحسّن البولي بيوتيلين تيريفثالات المُعدّل، على سبيل المثال باستخدام أجزاء سلسلة مرنة، مقاومة الصدمات عند درجات الحرارة المنخفضة بشكل ملحوظ، ويمكنه تلبية المتطلبات حتى -40 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، يوفر البولي بيوتيلين تيريفثالات صلابة ممتازة وثباتًا في الأبعاد عند درجات الحرارة المرتفعة، مما يضمن حماية موثوقة للألياف تحت الإجهاد الحراري. إن أداءه المتوازن وتكلفته المعقولة وتعدد استخداماته تجعله خيارًا شائعًا لكابلات الاتصالات الخارجية، وكابلات النقل لمسافات طويلة، وهياكل كابلات ADSS.

2. البولي بروبيلين (PP) - متانة فائقة في درجات الحرارة المنخفضة ومقاومة عالية للتحلل المائي

اكتسب البولي بروبيلين (PP) اهتمامًا متزايدًا في صناعة كابلات الألياف الضوئية نظرًا لمتانته الممتازة في درجات الحرارة المنخفضة، مما يمنع تشققه في الظروف شديدة البرودة. كما أن مقاومته للتحلل المائي تفوق مقاومة البولي بيوتيلين تيريفثالات (PBT)، مما يجعله مناسبًا للبيئات الرطبة أو الغنية بالماء. مع ذلك، يتميز البولي بروبيلين بمعامل مرونة وصلابة أقل قليلًا مقارنةً بالبولي بيوتيلين تيريفثالات، لذا يجب مراعاة بنية الكابل عند استخدامه. على سبيل المثال، قد يُفضّل استخدام البولي بروبيلين كبديل في الكابلات خفيفة الوزن، أو الكابلات الهجينة الداخلية والخارجية، أو هياكل الأنابيب الفضفاضة التي تتطلب مرونة أعلى.

3. LSZH (منخفض الدخان وخالٍ من الهالوجين) - مادة غلاف الكابلات الصديقة للبيئة الشائعة

LSZHيُعدّ LSZH أكثر مواد تغليف الكابلات الصديقة للبيئة استخدامًا. تتميز تركيبات LSZH عالية الجودة، المُصنّعة باستخدام أنظمة بوليمرية متخصصة وتقنيات حشو متطورة، بقدرتها على تلبية متطلبات مقاومة الصدمات عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى -40 درجة مئوية، وتحمّل الاستخدام طويل الأمد عند 85 درجة مئوية. في حالة نشوب حريق، يُصدر LSZH دخانًا قليلًا ولا يُطلق غازات هالوجينية، مما يُعزز بشكل كبير سلامة الكابلات الداخلية، وكابلات مراكز البيانات، وأسلاك المرافق العامة. كما يتميز بمقاومة ممتازة للتشقق الناتج عن الإجهاد البيئي والتآكل الكيميائي، مما يجعله خيارًا مثاليًا لتغليف الكابلات الداخلية والخارجية على حد سواء.

4. مادة البولي يوريثان الحراري (TPU) - "ملك" المرونة في درجات الحرارة المنخفضة ومقاومة التآكل

يُعرف البولي يوريثان الحراري (TPU) بمرونته ومتانته العالية في درجات الحرارة المنخفضة للغاية. على عكس البولي فينيل كلوريد (PVC)، يبقى البولي يوريثان الحراري مرنًا للغاية ولا يتشقق. كما يتميز بمقاومة فائقة للتآكل والزيوت والتمزق، مما يجعله مثاليًا للكابلات المتحركة، بما في ذلك كابلات سلاسل السحب، وكابلات المركبات، وكابلات التعدين، وكابلات الروبوتات، وتطبيقات الأتمتة الصناعية. تجدر الإشارة إلى أن مقاومة البولي يوريثان الحراري لدرجات الحرارة العالية والتحلل المائي تعتمد على نوعه، لذا يُعد اختيار تركيبات عالية الجودة أمرًا بالغ الأهمية.

5. مادة PVC (كلوريد البولي فينيل) - خيار اقتصادي لغلاف الكابلات مع قيود على درجات الحرارة المنخفضة

لا يزال البولي فينيل كلوريد (PVC) يُستخدم في بعض كابلات الألياف الضوئية نظرًا لانخفاض تكلفته وسهولة تصنيعه. مع ذلك، يتصلب البولي فينيل كلوريد القياسي وقد يتشقق عند درجات حرارة أقل من -10 درجة مئوية، مما يجعله غير مناسب لظروف البرودة الشديدة. يمكن للبولي فينيل كلوريد المقاوم لدرجات الحرارة المنخفضة أو البرودة الشديدة خفض درجة حرارة التحول الزجاجي باستخدام الملدنات، لكن هذا قد يؤثر سلبًا على المتانة الميكانيكية ومقاومة التقادم. لذا، يُعد البولي فينيل كلوريد خيارًا أفضل للمشاريع التي تراعي التكلفة في بيئات مستقرة نسبيًا، مثل التركيبات الداخلية القياسية أو تركيبات الكابلات المؤقتة.

6. TPV (المطاط الحراري المُلَفْنَن) - يجمع بين مرونة المطاط وقابلية تشكيل البلاستيك

يجمع البولي فينيل TPV بين مرونة المطاط وسهولة تشكيل البلاستيك. يتميز بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة، فضلاً عن مقاومة فائقة للعوامل الجوية والأوزون. بفضل مرونته ومتانته، يُعد TPV مناسبًا للكابلات الضوئية الخارجية، وأسلاك السيارات، والكابلات المرنة. كمادة تجمع TPV بين خصائص البولي فينيل يوريثين الحراري (TPU) والبولي فينيل كلوريد (PVC)، مما يوفر مرونة هيكلية فائقة ومقاومة عالية للظروف البيئية.

7. البولي إيثيلين المتشابك (XLPE) - مادة عازلة عالية الحرارة للكابلات الضوئية وكابلات الطاقة

XLPEبفضل عملية التشابك، يعزز البولي إيثيلين المتشابك (XLPE) مقاومة الحرارة، مما يسمح له بالعمل بشكل متواصل عند درجات حرارة أعلى من 90 درجة مئوية. كما يوفر قوة ميكانيكية فائقة ومقاومة عالية للإجهاد. وبينما يُستخدم XLPE بشكل شائع لعزل كابلات الطاقة (مثل 1-35 كيلوفولت)، فإنه يُستخدم أحيانًا في الكابلات الضوئية للتقوية أو في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية. وتجعله خصائصه الحرارية والميكانيكية مناسبًا للكابلات الضوئية المتخصصة في البيئات القاسية.

اختيار مواد غلاف الكابلات الضوئية - سيناريوهات التطبيق هي المفتاح

إن اختيار مواد الكابلات الضوئية المناسبة يتطلب أكثر من مجرد مراجعة البيانات الفنية؛ إذ يجب أن يأخذ في الاعتبار أيضًا سيناريوهات التطبيق الفعلية:

التركيب الثابت (خارجي، داخل القناة، هوائي): LSZH، TPV، XLPE
تطبيقات الحركة (سلاسل السحب، الروبوتات، المركبات، التعدين): TPU
البرد القارس (-40 درجة مئوية أو أقل): بولي بيوتيلين تيريفثالات معدل، بولي بروبيلين، بولي يوريثين حراري
التمديدات الداخلية، الاستخدام القياسي، المشاريع الحساسة للتكلفة: PVC (يوصى به فقط في ظل ظروف محددة)

لا يوجد حل واحد يناسب جميع الحالات فيما يتعلق بمواد الكابلات الضوئية. يجب أن يستند الاختيار إلى تقييم شامل لبنية الكابل، وظروف التركيب، والميزانية، والموثوقية على المدى الطويل.