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线缆发泡技朮1、 前言通信网络之完整性，除了机房内之软硕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（Dielectric Constant）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（「C）,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，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. 1 PE发泡度与介电常数，波长短缩率，时间延迟关系图发泡度％介电常数时间延迟ns/M波长短缩率％02. 325. 0865. 6102. 1554. 9068. 1202. 0884. 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. 04.2 PE发泡之特性关系表发泡度%抗张强度KG/MM2伸长率%171. 10490181. 17500270. 85490330. 78350390. 65370400. 55280450. 53300470.46260500. 3015001. 5550发泡度与材料抗张特性的关系如下表列发泡度％绝缘焊度mm破坏电压KV501.08.8-10.4500.452.2-4.6601.02.6-3.2600.71.4-2.7发泡度、绝缘用度及破坏电压的关系, 则如下所列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do=(1-—)X100do其中，d =发泡体密度山=基材原有的密度密度测定法先称发泡体重量为壯，再将发泡体与克码连接，用极细钢丝或铜丝吊挂与水或酒精中, 称重为W2,最后称出硅码在液体中的重量为W3,则密度d可用下式求出」_ W)d= W1- (W2-W3) X P 此处卩=液体密度4.4押出发泡法发泡剂的类别「a.低沸点炭氢化合物系(丙烷、丁烷、戊烷)挥发性发泡剂』b.溶剂系(石油醯、有机氯化物)〜c.氮气「d.无机系(碳酸氢钠、炭酸钱：)化学发泡剂Y le.有机系(联氨系、硝酸灵系、偶氮系)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押出发泡的制造工程押出发泡的制造工程如下所列1. 从押出机加料斗供入发泡材料2. 材料在螺缸受热，由螺杆的运转而使其发生可塑化，且在混练中往前输送3. 经过眼模形成一定外径，押出同时发泡。

4. 押出线在冷水槽冷却固化4・7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：(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4.8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：系指熔融材料的实际温度，当温度不同的时候，押出线的发泡特性 亦起变异，温度在某一特定范围的时候，发泡特性最良好，高或低于此项范围，都 无法得到质量良好的押出线押出时间：押出时材料在螺缸的停留时间，称为押出时间，对发泡特性亦有相 当大的影响，材料在螺缸停留时间亦应保持在某一特定范围内，才能押出特性良好 的发泡线来综上所叙，可知发泡押出作业实为一项需要相当高技朮水准的作业，押出条件设 定稍有不慎，就很难制造出质量良好的发泡电线，作业人员应从不断体会中获得良 好的经验，精益求精，才能达到提高水准、高质量的境界。

4.9发泡情形如下图高压领域（气体在 材料中溶 解）眼模大气压（过饱和气体）膨胀完后芯线气泡形成4.10押出（1）押出温度的妙鄙剂的分解在继续进行采用添加发泡剂1泡丽侯，押出温度条件对发泡特性的良莠占有决定性地位，押出温度如能与发泡剂分解温度充分配合，必可制造出特性良好的成品低温押出气泡数很少，温度上升则气泡分布逐渐均匀，发泡度渐行提高，在到达某 温度的时候，发泡度最高，并得到极细微的气泡构造；温度再上升则气泡粗大化，并有 气泡破裂现象，形成不均匀的气泡构造此项最适当温度条件，端视材料别而异，除利用实验来决定外，实别无良途可循2)螺杆回转数的影响螺杆回转数对发泡状态也有相当影响性回转数增加的时候，发泡度也逐渐增加， 气泡构造更形微细，直至达到某限度为止超过此限度后，效果反而下降，故如何决定 适当的螺杆回转或匕极为重要4.11外眼形状的影响押出发泡用眼模,后的断面积比，则D2cw-D2wA= D2d-D2w在设计时必须考虑外眼出口后的膨胀性，若以A表示材料发泡前此处Dd =外眼孔径Dew =完成线外径Dw =导体或芯线外径Dew/、发泡押出外眼孔径计算一般薄层押出的时候，膨胀比约等于2,厚层押出则膨胀比约等于4,押出发泡外眼 孔径，可利用前式变形，求出如下Dd = ^D2cw + (A-})D2w 若人辺，则 Dd = few；匝当发泡后的完成外径及导体外径决定时，外眼孔径便可利用公式很简便的求出来。

外眼入口角也为设计的重要项目在发泡押出场合，眼模内角通常皆略大于实体押 出眼模的角度低发泡薄层押出的场合，入口角约60-90 ,出口角9-15 ,设极廊长或不设长，这样设计眼模便能得到良好的押出表面，押出发泡用眼模代表例Dd= V Dcw2+Dw:~238发泡押出用外眼4.12厚发泡层的冷却发泡层的特性，受冷却条件的影响很大，气泡系在外眼出口后才开始膨胀，为使其 完全发泡，应设相当距离的空冷段，厚层押出后急冷，则发泡度降低，押出表面常起波 浪，成为芯线变形原因之一发泡体本为隔热材料，芯线表面与内部温度相差很大，便会发生变形，故厚层押出 一定要实行分段冷却的技巧才行押出线尚未充分冷却便开始卷取，结果很容易发生变形与溃裂现象，故冷却水槽末 段一定要维持充分的低温，芯线倘有浮出水面现象，亦发生部分的变形，应设法使线完 全浸入水中冷却4・13制程如何使发泡PE变异降到最低在要求高性能场合，一定要设法使制造条件固定，此时必须注意下列各点，才能使变 异减为最低1、选用质量均匀的材料2、材料供入定量化 3、保持一定的押出温度4、保持螺杆回转数不变5、维持一定的温度的导体温度6、维持一定的线速。