Die Bündeladern von Glasfasern sind eine Schlüsselkomponente, die die Fasern vor äußeren Belastungen schützt und eine stabile Übertragungsleistung gewährleistet. Die Materialwahl bestimmt direkt die mechanische Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Glasfaserkabeln.
Warum PBT bevorzugt wird
Polybutylenterephthalat (PBT)Es besitzt einen typischen Elastizitätsmodul von etwa 2–3 GPa, der höher ist als der von PA12 (Polyamid 12) mit etwa 1,2–1,8 GPa. Dies bedeutet eine geringere Verformung unter gleicher Belastung und eine bessere Beständigkeit gegen seitliche Kompression.
Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt ungefähr (6–10) × 10⁻⁵ /°C und bietet eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität, die dazu beiträgt, die Faserüberschusslänge zu kontrollieren und das Risiko von Mikrobiegungen bei Temperaturschwankungen zu reduzieren.
Darüber hinaus machen die geringe Feuchtigkeitsaufnahme, die gute Chemikalienbeständigkeit und die moderaten Kosten PBT zu einem der gängigsten Werkstoffe für Loserohranwendungen.
Es ist zu beachten, dass PBT ein teilkristallines Polymer ist, dessen Kristallinität stark von den Extrusionsbedingungen abhängt. Eine präzise Prozesskontrolle ist daher entscheidend für eine stabile Leistung.
Drei wichtige Steuerungsparameter
Die Leistungsstabilität von Bündeladern hängt von der strikten Kontrolle dreier Schlüsselparameter ab, die jeweils die Langzeitleistung des Kabels direkt beeinflussen:
Schmelzflussindex (MFI):
Sie spiegelt die Extrusionsfließfähigkeit wider. Bei losem PBT wird sie typischerweise auf 7,0–15,0 g/10 min eingestellt. Sie muss optimal auf die Verarbeitungsanlagen abgestimmt sein, da sonst die Qualität der Schlauchherstellung beeinträchtigt werden kann.
Schwindung:
Das thermische Schrumpfungsverhalten beeinflusst die Verteilung der Faserüberschusslänge im Inneren des Rohrs, was wiederum die Mikrobiegungsdämpfung und das Tieftemperaturverhalten beeinflusst. Es ist ein entscheidender Faktor für eine stabile optische Übertragung.
Beständigkeit gegen Heißwasseralterung:
Esterbindungen in PBT-Molekülketten können unter hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit hydrolysiert werden, was zu einer Leistungsverschlechterung führt. Beschleunigte Alterungstests in Druckbehältern, bei denen die intrinsische Viskosität und der Erhalt der mechanischen Eigenschaften bewertet werden, werden häufig zur Beurteilung der Langzeitstabilität eingesetzt. Dies ist auch einer der Gründe, warum PBT in Erdkabeln und Glasfaserkabeln für raue Umgebungen weit verbreitet ist.
Alternative Werkstoffe und Modifikationen für spezielle Anwendungen
Nicht alle Anwendungen eignen sich für reines PBT. Je nach Umgebungsanforderungen werden alternative Materialien und Modifizierungstechnologien ergänzend eingesetzt:
PP (Polypropylen):
PP bietet eine bessere Hydrolysebeständigkeit und gute Flexibilität. Aufgrund seiner geringen Polarität hängt die Kompatibilität mit Füllstoffen jedoch von spezifischen Formulierungssystemen ab und muss sorgfältig geprüft werden.
PA12 (Polyamid 12):
PA12 wurde in frühen Konstruktionen von losen Schläuchen verwendet, ist aber aufgrund seines niedrigeren Elastizitätsmoduls und der höheren Kosten in gängigen Anwendungen weitgehend ersetzt worden. Es wird heute hauptsächlich in Nischenanwendungen eingesetzt, die eine hohe Flexibilität erfordern.
Modifizierungsansätze:
Die häufigste Verbesserung der Biegefestigkeit wird durch die Beimischung von TPEE (thermoplastischem Polyester-Elastomer) zu PBT erzielt. Die Hartsegment-/Weichsegmentstruktur verbessert die Beständigkeit gegen wiederholtes Biegen und erfüllt somit die Anforderungen für Kabelverbindungen und dynamische Kabelführung.
Darüber hinaus werden auch PET/PBT-Mischsysteme erforscht, um ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Kosten zu erzielen.
Wichtigste Leistungsanforderungen an Füllmassen (Kabelgel)
Die Füllmasse im Inneren des Rohrs ist ein wichtiges Schutzmedium für optische Fasern, und ihre Leistungsfähigkeit wird hauptsächlich durch Folgendes bewertet:
Thixotropie:
Unter Scherbeanspruchung verhält es sich wie eine niedrigviskose Flüssigkeit, was ein einfaches Befüllen ermöglicht, und kehrt dann im Ruhezustand schnell in einen Gelzustand zurück, wodurch eine langfristige Polsterung und ein mechanischer Schutz für die Fasern gewährleistet werden.
Wasserstoffentwicklung (Wasserstofferzeugungsniveau):
Das Eindringen von Wasserstoff in optische Fasern erhöht die Übertragungsdämpfung. Daher müssen Füllmaterialien eine sehr geringe Wasserstoffbildung aufweisen. Hochwertige Produkte können Wasserstofffänger enthalten, um das Risiko weiter zu reduzieren.
Sauberkeit und Kompatibilität:
Die Mischung muss homogen, frei von Verunreinigungen und Luftblasen sowie chemisch kompatibel mit Faserbeschichtungen und Rohrmaterialien sein, um Abbau- oder Wechselwirkungseffekte zu vermeiden.
Von der Kristallisationskontrolle von PBT über die Optimierung von Modifizierungstechnologien bis hin zur Leistungsfähigkeit der Füllmasse muss jeder Schritt präzise gesteuert werden, um eine langfristig stabile optische Übertragung zu gewährleisten und eine zuverlässige Grundlage für Kommunikationsnetze zu schaffen.
Veröffentlichungsdatum: 28. Mai 2026