线缆发泡技朮1、前言通信网络之完整性，除了机房内之软硬件及其周边附属设备外，通信电缆扮演着送信与受信二端间连络主要传输媒介。通信电缆不仅质量需符合未来整体服务数字网络(ISDN)之要求外，所占用之空间也不容忽视，二者更是息息相关。近十年来欲使通信网络传输更快速，除了设备增强外，通信电缆也做了重大变革，纷纷采用发泡聚乙烯为绝缘材料，促使电缆特性更能符合较佳通信效果。其中电气特性如静电容量、电容不平衡、远(近)端串音及衰减等与材料发泡方式更是立竿见影。2、发泡的目的一般材料发泡的目的在于使制品轻量化，并加强制品隔热性与可扰性，及降低材料成本。而线缆用材料发泡的目的，则在降低材料的介质常数。3、材料发泡方式为了增加传输容量及速率，降低材料介质常数(DielectricConstant)系最佳途径，而使用发泡PE材料则可达成此目的，其材料发泡方式一般区分为二种方式：(一)化学发泡方法(二)物理发泡(氮气发泡)4、传统化学发泡于PE绝缘材料制料过程中，混合适当比例热效应发泡剂，其使于芯线制程时，利用温度促使发泡剂产生化学分解变化，于PE材料内部形成气泡，此项材料对温度反应相当灵敏(±1℃)，温控设备稍受外界影响，其发泡度变化极大，目前此项方式发泡度可达到40-50%，且此发泡材料须置放于干燥环境内，第1頁，共16頁否则水分进入材料后于押出易导致芯线电容，外径不稳定，此二项于通信电缆远(近)端将造成不良影响。为减小介质常数，其所用基材应为低介质常数的材料，目前线缆最常用者为PE。在特殊的场合，也有利用PP、PS及TEFLON为基材的。4.1PE发泡度与介电常数，波长短缩率，时间延迟关系图第2頁，共16頁發泡度%介電常數時間延遲ns/M波長短縮率%02.325.0865.6102.1554.9068.1202.0084.7270.6301.8574.5773.040.51.7184.3776.3501.5874.2079.4601.4604.0382.7701.3383.8686.5801.2243.6990.4901.1493.5893.31001.0003.00100.0發泡度介電常數波長短縮率時間遲延0204060801005.04.84.64.44.24.03.83.63.43.23.02.42.22.01.81.61.41.21.0807060504030201010090Vpε時間延遲4.2PE发泡之特性关系表发泡度与材料抗张特性的关系如下表列发泡度%抗张强度KG/MM2伸长率%171.10490181.17500270.85490330.78350390.65370400.55280450.53300470.46260500.3015001.5550在静电容量要求一定的场合，降低绝缘材料的实效介质常数，则芯线径便可减小。此时，一定尺寸的线缆管中，就可多设线路，在多心线缆场合有很大的优点。材料发泡，则强度下降，故薄绝缘场合发泡度只限于20-30%，厚绝缘时则约达50%左右，属于较低发泡的类别。4.3发泡度的测定方法第3頁，共16頁發泡度、絕緣厚度、及破壞電壓的關系，則如下所列發泡度%絕緣厚度mm破壞電壓KV501.08.8~10.4500.452.2~4.6601.02.6~3.2600.71.4~2.7线缆发泡层的发泡度，可利用普通的密度测定法计测，所谓发泡度乃指发泡体中含多少百分比的气体，可应用下式表示之期中，d=发泡体密度d0=基材原有的密度1、密度测定法2、线缆发泡层密度的简便方法3、电容值测定方法：浸于水中测其电容值4、请参考9.0详细说明4.4押出发泡法发泡剂的类别挥发性发泡剂化学发泡剂4.5目前市售发泡PE之发泡剂1、高密度用尿素类2、低密度用碳酸类大部分发泡剂的分解生成物都具有吸湿性，生成的气体亦常含水分，故在要求低损失的场合，押出线必须施行干燥手续。4.6发泡押出用押出机押出机的L/D约20-28，并有较长的供料段，压缩比约2.0-2.5，押出机在设计上应注意下列各点：第4頁，共16頁a.低沸點炭氫化合物系(丙烷、丁烷、戊烷)b.溶劑系(石油醚、有機氯化物)c.氮氣d.無機系(碳酸氫鈉、炭酸銨)e.有機系(聯氨系、硝酸靈系、偶氮系)(1)设计小压缩比的螺杆﹔(2)设置反压调节器，以控制适当的反压﹔(3)机头与眼模部阻力尽量减小﹔(4)螺旋廊宽减小。4.7押出条件发泡线押出的时候，其押出条件受押出机尺寸，螺杆构造、螺杆回转数及发泡剂浓度等要因素影响，很难得到通用的原则，重点在如何使材料迅速熔融，并使分解气溶于材料中，直到出眼模口后才开始发泡。押出条件例如压力、温度、及押出时间等发生变化，则押出成品特性亦发生很大变化。押出温度系指熔融材...
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