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光 通 信
光缆护套用聚乙烯新料和回收料性能对比研究
杨克森 1，2 ，王翔 1，2 ，段建彬 1，2 ，刘朝晖 1，2 ，李婧 1，2
1.光纤光缆制备技术国家重点实验室；2.长飞光纤光缆股份有限公司
引言 算，比较两者的计算结果。含水量w计算公式为：
随着我国光通信的迅猛发展，我国已经成为了全球最大 w=[(m 1 -m 2 )/m 1 ]×100% (1)
的光纤光缆生产国和消费国。作为光缆主要护套材料的聚乙烯 式中：m 1 为烘料前质量，m 2 为烘料后质量。
(PE)护套料的使用量也迅猛增长。聚乙烯护套料是光缆生产中 含水量对比试验结果是试样A(PE新料)含水量为0.0316%、
的关键原材料，其质量直接影响着光缆的使用性能。通常光缆 试样D(PE回收料)含水量为0.1440%，可见PE回收料含水量明显
需要暴露在室外，遭受恶劣的环境条件，PE护套会逐步氧化降 较PE新料高。经分析，其原因可能是PE回收料中有较高含量的
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解(老化)，综合性能逐渐变差，尤其是机械性能、绝缘性能的 无机杂质(相关文献表明，PE回收料中含有金属钛元素 及一些
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下降 。目前，市售PE护套料的质量参差不齐，PE新料和回收 其他无机物)，更容易吸潮。
料共存。由于PE回收料中含有一部分氧化成分，其老化性能较 （2）红外光谱分析
差，性能下降较快，会影响光缆稳定性和长期使用寿命，因此 PE材料氧化后会形成羰基(-C=O-)，通过测定样品中羰基指
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为了确保光缆产品的使用性能，光缆生产厂家应采用一定手段 数(Carbonyl Index, CI) ，可确定PE样品的氧化情况。使用
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甄别市售PE新料和回收料，以避免PE回收料的误用。 傅立叶红外光谱仪(FTIR)测定PE样品的羰基在吸收峰(1740cm )
处的最大吸收峰面积积分值A C=O 和作为参比的亚甲基(-CH 2 -)的弯
一、PE新料和回收料性能对比 曲振动吸收峰(弯曲振动分为面内弯曲振动(剪式弯曲振动和面
1、外观、物理机械性能 内摇摆振动)和面外弯曲振动，PE中亚甲基弯曲振动吸收峰分别
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从外观看，PE新料和回收料的差别较小，其基础物理机械 处于1470cm (剪式弯曲振动吸收峰)和718cm (面内摇摆弯曲振
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性能也没有太大差异。 动吸收峰)处，本文以718cm 处吸收峰为参考)面积积分值A ref ，
2、含水量和红外光谱 进行羰基指数I CI 计算。I CI 的计算公式为：
基于PE回收料中无机杂质较多，且存在部分氧化的特征，
为此进行了市售PE新料和回收料的含水量和红外光谱试验对比 (2)
分析。对比分析时选用的试验样品如表1所示。 PE新料和回收料红外光谱对比试验时，对表1中所有PE新料
表1 试验样品号及其材质 和回收料试样进行红外光谱测试，测试结果如图1所示。可见，
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相比PE新料，PE回收料在1740cm 处多出了羰基特征吸收峰。这
充分说明了PE回收料在使用前已经发生氧化，降低了光缆的实
际使用寿命。
为了进一步研究PE护套料的氧化过程和老化机理，将试样
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B(PE新料)和试样C(PE新料)分别放置在110℃烘箱中 ，老化
10d、20d后进行红外光谱测试和羰基指数I CI 计算，测试和计算
结果如图2和表2所示。可见：ａ.随着老化时间的增加，PE新料
（1）含水量测试 的羰基特征吸收峰越来越明显，羰基指数I CI 逐渐增大，表明PE
PE新料和回收料含水量对比试验时，取试样A(PE新料)和 新料的老化程度加剧。这也从一个侧面反映了羰基指数I CI 可以
试样D(PE回收料)粒料各5g，放入玻璃器皿中，在室温环境下放 用来评估光缆护套料的老化程度。ｂ.虽然同样是PE新料，但不
置10d，然后在80℃烘箱内干燥4h，进行含水量(质量减轻值)计 同PE护套料之间的抗氧化性能仍存在较大差异，试样C的耐老化
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