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摘 要：光纤通信因其具备传输容量大、传输损耗低、传输频带宽和抗电磁干扰能力强等优点，在近30年收到了广泛关注并在网络工程、通信工程中获得了迅速发展。Hytrel树脂材料作为光纤紧包层成缆材料，已应用于陆地、宇航光通信产业。本文针对光纤Hytrel紧包层的挤塑工艺进行分析，在模具、挤出温度、冷却系统等方面讨论及优化了挤塑工艺要点。
关键词：Hytrel树脂;光通信;挤塑工艺
引言
光纤通信以其无源可靠、经济高效、抗干扰能力强、高速和远距离覆盖等特性，在网络、通信、智能电网、天地一体化通信等工程中得到了成熟及广泛的应用。光纤在实际使用前，需由光纤及成缆材料共同构成光缆，以提高其使用性能和可靠性。Hytrel树脂材料是一种集橡胶的柔韧性及热塑性塑料的强度和可加工性于一体的热塑性弹性体，具有耐老化，耐磨损，而寸腐蚀等优点，可作为光缆的光纤紧包层材料，已在陆地、宇航光通信行业中得到应用。Hytrel在其熔融可流动范围内具有较低的熔融黏性和热稳定性，适宜采用挤出的方法加工成型。Hytrel的挤出加工对设备和工艺要求较高，如选择不当，容易出现熔体模内流动不稳定性和熔融状态破裂等现象，影响紧包层的外观和光纤的光传输性能，如光传输损耗。为保证光纤紧包层Hytrel材料的挤出质量，挤出设备的选择和工艺参数的设置尤为关键。本文将结合多年的生产经验，对光纤紧包层Hytrel材料的挤塑工艺进行讨论。
一、Hytrel树脂材料挤出的生产特点
Hytrel是一种聚酯型的热塑性弹性体，可采用挤出方式加工成型。Hytrel熔体的熔体流动指数较小，且具有允许拉伸的特性，因此可以采用挤管式的方法挤出生产。整条挤出生产线应确保缆芯生产按设计的速度均匀张紧。缆芯的放卷、张力的控制、缆芯的预热、光单元的收卷等等都应按照光单元的规格进行设计。Hytrel在进行挤管式挤出生产时，低速生产对设备和生产工艺没有太多限制，但高速时对生产设备的速度稳定性、螺杆的出胶量、挤出温度设置等等环节都应进行更为严格的控制。
二、Hytrel树脂挤出生产线组成
树脂的挤出成型过程是一种连续过程，挤出生产线主要由放线装置、挤出系统、冷却系统、牵引装置、收线装置及控制系统组成。其中，挤出系统是生产线最核心的部件。优质的挤出系统可以保证树脂在挤出机中输送、熔融、剂量稳定，使挤出线缆外径稳定、圆整度优良。其次，控制系统是挤出生产线的控制中枢，能够对挤出过程中的各个工艺参数进行精确控制，包括螺杆转速、温度、压力、生产线张力、放线速度等等。优质的挤出生产线配合准确的挤出工艺才能高效地生产出符合要求的产品。
三、Hytrel树脂挤出工艺控制
Hytrel的熔点为170℃～220℃，熔体流动速率在0～20（cm3/10min）之间。在高速/高温挤出加工过程中，若挤塑温度过高、或螺杆转速过大时，或产生熔体不稳定的流动，使挤出物表面出现凹凸不平或外形发生竹节状、螺旋状等畸变，以致熔体支离、断裂，挤出的线缆发生抗老化性能等环境适应性大大降低等问题。为避免这些问题的发生，在生产过程中应结合完善的生产工艺才能生产出高效、高质量的产品。本文将阐述材料选择、模具设计、树脂干燥、挤出温度设计、真空度设计、冷却系统设置等方面对挤塑及产品质量的影响。
（一）材料选择
针对不同要求的线缆产品，应选择合适的材料。Dupont公司不同牌号的Hytrel树脂材料，其物理性各有不同。如下表所不。
如表可知，不同牌号的产品，其性能差别较大。针对不同牌号的Hytrel树脂材料，其工艺参数都应单独设计。例如，不同的熔流指数对应的挤出速度也不相同。熔流指数高、流动性好的材料，可进行高速挤出;熔流指数低、流动性差的材料，挤出速度相对较缓。根据Hytrel树脂的此外，根据产品使用环境的不同，需选择合适的玻璃化转变温度的树脂材料。对于成品稳定性要求较高的产品，需要求Hytrel树脂材料的成品收缩率较低。
（二）模具设计
模具设计是挤出加工过程中至关重要的一环。由于Hytrel树脂材料的熔体流动指数小和拉伸力较大，采用挤压式模具可能会导致熔体离模膨胀，因此采用挤管式模具进行生产更为合适。模具与机头应呈流线型，流道表面光滑，避免死角的出现，以保证出胶的稳定性，如模具配置不当，容易出现熔体破裂、挤出物外径波动、表面粗糙、松套结构、裂纹、机械强度低等缺陷。在设计模具时应计算拉伸比（DDR）R一和拉伸平衡比（DRB）R。。来进行控制。
拉伸比为模具的环形面积与产品挤出层环形面积之比，拉伸比的值通过下列公式计算：
式中，D为模套内孔直径，d为模芯外径，D。為电缆绝缘直径，dl为电缆导体直径。
拉伸平衡比又称为配模系数，其数值可通过下列公式计算：
对于Hytrel树脂材料，R…值应尽量接近于1（通常在0.90～1.05）。当R。。值小于0.9时，会形成鸡蛋形的截面，而RDRB值大于1.1时会导致熔体撕裂。对于不同牌号的Hytrel树脂材料，根据其熔体流动指数的不同，选择不同的模具，一般RD。的选择范围为10～200。
此外，为了防止熔融椎体在口模处的撕裂，芯模表面应设计一定的弧度。
（三）树脂干燥
树脂在加入挤出机之前，必须将所含的水分除去，否则会在挤出物表面出现小气泡。若是挤出导体，则气泡会形成介电击穿;若是挤出光单元，则微小气泡会影响线缆外观，并且可能会缩短材料的使用寿命。聚酯型材料是亲水的，空气中的水分会凝结在粒料表面，因此在挤出前进行树脂干燥是必不可少的。干燥的办法之一是在加料的同时吹入温度为120℃～160℃的热空气，或者在粒料加入料斗之前用电热烘箱进行干燥。
（四）挤出温度设计 挤出温度是挤出成型得以顺利进行的重要条件之一。挤出温度在很大程度上取决于料筒和螺杆的温度，一小部分来自于在料筒内混合时产生的摩擦热。料筒和树脂的温度在螺杆各段是有差异的，为了使树脂在料筒中输送、熔融、均化和挤出的过程顺利进行，关键是要控制好料筒内各段温度。机头温度必须控制在树脂热分解温度以下，口模处温度可比机头温度稍低一些，但应保证树脂熔体具有良好的流动性。通常，挤出机分为送料段、压缩段、均化段、（机筒与机头）过渡段、机头和模口共6个区段。各区段的温度由送料段至机头逐渐升高，区段间的温差一般为10℃～20℃。送料端温度可以稍低，防止树脂在送料口熔融堵住料口。挤出温度根据Hytrel树脂材料的熔点来设定。若挤出温度过低，树脂熔融不彻底，在熔体中存在塑化不完全的生胶，那么挤出物机械强度低，护套易开裂;若挤出温度过高，熔体流动性增大，导致挤出不稳定，若温度过高，可能会使树脂材料部分分解，挤出护套强度降低，影响产品使用性能。在实际加工过程中，挤塑温度还应根据螺杆转速、线缆壁厚、树脂熔流指数做相应调整。
（五）真空度设计
在线缆高速生产过程中，挤出机头中易带入空气，导致挤出成型的套管内产生大量的气泡，外径难以稳定控制，造成产品不良及原材料浪费，影响光缆的品性;另外，Hytrel樹脂材料挤出过程使用的挤管式模具，其模口形成的锥管会随着挤出温度的升高而拉长，严重的会引起锥体破裂。此时，抽真空装置可保证挤出锥管的稳定性，同时可以抽出小分子和物料挥发出来的气体，使粒子变得更加密实。在抽真空时，必须保证稳定的真空度，否则会影响线缆的外径及不圆度。因此，建议结合电子流量计等装置来保证真空度的稳定性，避免Hytrel树脂材料发生熔体破裂。
（六）冷却系统设置
Hytrel树脂材料在挤出过程中不易采用骤冷的方式进行冷却，对于挤出后的线缆应采用逐级冷却的方式，即水槽温度从高到低设置，来释放挤出过程产生的内应力，并且使高分子链段排列稳定。在冷却的初始阶段，冷却水温不易过高或过低，冷却水温过高，Hytrel树脂熔体在和冷却水接触时会发生气化，使挤出物表面产生麻点，严重的会使熔体在冷却水中破裂，影响成品合格率;冷却水过低，会使高分子链段未完全排列规整，在产品的使用环境下，可能发生二次定型，使线缆发生收缩或变形等。此外，在挤出生产线设计时，可以适当延长冷却段，使树脂材料可以充分地在水槽中冷却定型、释放内应力，挤出的线缆会更加稳定、可靠。
四、结论
Hytrel树脂材料由于其优异的性能已应用于陆地、宇航光通信产业，相信未来会在网络、通信、智能电网甚至天地一体化通信中有更加广泛的应用。本文对光纤紧包层Hytrel树脂的挤出工艺做了相关阐述。只有掌握Hytrel树脂材料的加工工艺特点，才能提高生产效率，降低生产成本，生产出满足使用需求的高性能光通信产品。
关键词：Hytrel树脂;光通信;挤塑工艺
引言
光纤通信以其无源可靠、经济高效、抗干扰能力强、高速和远距离覆盖等特性，在网络、通信、智能电网、天地一体化通信等工程中得到了成熟及广泛的应用。光纤在实际使用前，需由光纤及成缆材料共同构成光缆，以提高其使用性能和可靠性。Hytrel树脂材料是一种集橡胶的柔韧性及热塑性塑料的强度和可加工性于一体的热塑性弹性体，具有耐老化，耐磨损，而寸腐蚀等优点，可作为光缆的光纤紧包层材料，已在陆地、宇航光通信行业中得到应用。Hytrel在其熔融可流动范围内具有较低的熔融黏性和热稳定性，适宜采用挤出的方法加工成型。Hytrel的挤出加工对设备和工艺要求较高，如选择不当，容易出现熔体模内流动不稳定性和熔融状态破裂等现象，影响紧包层的外观和光纤的光传输性能，如光传输损耗。为保证光纤紧包层Hytrel材料的挤出质量，挤出设备的选择和工艺参数的设置尤为关键。本文将结合多年的生产经验，对光纤紧包层Hytrel材料的挤塑工艺进行讨论。
一、Hytrel树脂材料挤出的生产特点
Hytrel是一种聚酯型的热塑性弹性体，可采用挤出方式加工成型。Hytrel熔体的熔体流动指数较小，且具有允许拉伸的特性，因此可以采用挤管式的方法挤出生产。整条挤出生产线应确保缆芯生产按设计的速度均匀张紧。缆芯的放卷、张力的控制、缆芯的预热、光单元的收卷等等都应按照光单元的规格进行设计。Hytrel在进行挤管式挤出生产时，低速生产对设备和生产工艺没有太多限制，但高速时对生产设备的速度稳定性、螺杆的出胶量、挤出温度设置等等环节都应进行更为严格的控制。
二、Hytrel树脂挤出生产线组成
树脂的挤出成型过程是一种连续过程，挤出生产线主要由放线装置、挤出系统、冷却系统、牵引装置、收线装置及控制系统组成。其中，挤出系统是生产线最核心的部件。优质的挤出系统可以保证树脂在挤出机中输送、熔融、剂量稳定，使挤出线缆外径稳定、圆整度优良。其次，控制系统是挤出生产线的控制中枢，能够对挤出过程中的各个工艺参数进行精确控制，包括螺杆转速、温度、压力、生产线张力、放线速度等等。优质的挤出生产线配合准确的挤出工艺才能高效地生产出符合要求的产品。
三、Hytrel树脂挤出工艺控制
Hytrel的熔点为170℃～220℃，熔体流动速率在0～20（cm3/10min）之间。在高速/高温挤出加工过程中，若挤塑温度过高、或螺杆转速过大时，或产生熔体不稳定的流动，使挤出物表面出现凹凸不平或外形发生竹节状、螺旋状等畸变，以致熔体支离、断裂，挤出的线缆发生抗老化性能等环境适应性大大降低等问题。为避免这些问题的发生，在生产过程中应结合完善的生产工艺才能生产出高效、高质量的产品。本文将阐述材料选择、模具设计、树脂干燥、挤出温度设计、真空度设计、冷却系统设置等方面对挤塑及产品质量的影响。
（一）材料选择
针对不同要求的线缆产品，应选择合适的材料。Dupont公司不同牌号的Hytrel树脂材料，其物理性各有不同。如下表所不。
如表可知，不同牌号的产品，其性能差别较大。针对不同牌号的Hytrel树脂材料，其工艺参数都应单独设计。例如，不同的熔流指数对应的挤出速度也不相同。熔流指数高、流动性好的材料，可进行高速挤出;熔流指数低、流动性差的材料，挤出速度相对较缓。根据Hytrel树脂的此外，根据产品使用环境的不同，需选择合适的玻璃化转变温度的树脂材料。对于成品稳定性要求较高的产品，需要求Hytrel树脂材料的成品收缩率较低。
（二）模具设计
模具设计是挤出加工过程中至关重要的一环。由于Hytrel树脂材料的熔体流动指数小和拉伸力较大，采用挤压式模具可能会导致熔体离模膨胀，因此采用挤管式模具进行生产更为合适。模具与机头应呈流线型，流道表面光滑，避免死角的出现，以保证出胶的稳定性，如模具配置不当，容易出现熔体破裂、挤出物外径波动、表面粗糙、松套结构、裂纹、机械强度低等缺陷。在设计模具时应计算拉伸比（DDR）R一和拉伸平衡比（DRB）R。。来进行控制。
拉伸比为模具的环形面积与产品挤出层环形面积之比，拉伸比的值通过下列公式计算：
式中，D为模套内孔直径，d为模芯外径，D。為电缆绝缘直径，dl为电缆导体直径。
拉伸平衡比又称为配模系数，其数值可通过下列公式计算：
对于Hytrel树脂材料，R…值应尽量接近于1（通常在0.90～1.05）。当R。。值小于0.9时，会形成鸡蛋形的截面，而RDRB值大于1.1时会导致熔体撕裂。对于不同牌号的Hytrel树脂材料，根据其熔体流动指数的不同，选择不同的模具，一般RD。的选择范围为10～200。
此外，为了防止熔融椎体在口模处的撕裂，芯模表面应设计一定的弧度。
（三）树脂干燥
树脂在加入挤出机之前，必须将所含的水分除去，否则会在挤出物表面出现小气泡。若是挤出导体，则气泡会形成介电击穿;若是挤出光单元，则微小气泡会影响线缆外观，并且可能会缩短材料的使用寿命。聚酯型材料是亲水的，空气中的水分会凝结在粒料表面，因此在挤出前进行树脂干燥是必不可少的。干燥的办法之一是在加料的同时吹入温度为120℃～160℃的热空气，或者在粒料加入料斗之前用电热烘箱进行干燥。
（四）挤出温度设计 挤出温度是挤出成型得以顺利进行的重要条件之一。挤出温度在很大程度上取决于料筒和螺杆的温度，一小部分来自于在料筒内混合时产生的摩擦热。料筒和树脂的温度在螺杆各段是有差异的，为了使树脂在料筒中输送、熔融、均化和挤出的过程顺利进行，关键是要控制好料筒内各段温度。机头温度必须控制在树脂热分解温度以下，口模处温度可比机头温度稍低一些，但应保证树脂熔体具有良好的流动性。通常，挤出机分为送料段、压缩段、均化段、（机筒与机头）过渡段、机头和模口共6个区段。各区段的温度由送料段至机头逐渐升高，区段间的温差一般为10℃～20℃。送料端温度可以稍低，防止树脂在送料口熔融堵住料口。挤出温度根据Hytrel树脂材料的熔点来设定。若挤出温度过低，树脂熔融不彻底，在熔体中存在塑化不完全的生胶，那么挤出物机械强度低，护套易开裂;若挤出温度过高，熔体流动性增大，导致挤出不稳定，若温度过高，可能会使树脂材料部分分解，挤出护套强度降低，影响产品使用性能。在实际加工过程中，挤塑温度还应根据螺杆转速、线缆壁厚、树脂熔流指数做相应调整。
（五）真空度设计
在线缆高速生产过程中，挤出机头中易带入空气，导致挤出成型的套管内产生大量的气泡，外径难以稳定控制，造成产品不良及原材料浪费，影响光缆的品性;另外，Hytrel樹脂材料挤出过程使用的挤管式模具，其模口形成的锥管会随着挤出温度的升高而拉长，严重的会引起锥体破裂。此时，抽真空装置可保证挤出锥管的稳定性，同时可以抽出小分子和物料挥发出来的气体，使粒子变得更加密实。在抽真空时，必须保证稳定的真空度，否则会影响线缆的外径及不圆度。因此，建议结合电子流量计等装置来保证真空度的稳定性，避免Hytrel树脂材料发生熔体破裂。
（六）冷却系统设置
Hytrel树脂材料在挤出过程中不易采用骤冷的方式进行冷却，对于挤出后的线缆应采用逐级冷却的方式，即水槽温度从高到低设置，来释放挤出过程产生的内应力，并且使高分子链段排列稳定。在冷却的初始阶段，冷却水温不易过高或过低，冷却水温过高，Hytrel树脂熔体在和冷却水接触时会发生气化，使挤出物表面产生麻点，严重的会使熔体在冷却水中破裂，影响成品合格率;冷却水过低，会使高分子链段未完全排列规整，在产品的使用环境下，可能发生二次定型，使线缆发生收缩或变形等。此外，在挤出生产线设计时，可以适当延长冷却段，使树脂材料可以充分地在水槽中冷却定型、释放内应力，挤出的线缆会更加稳定、可靠。
四、结论
Hytrel树脂材料由于其优异的性能已应用于陆地、宇航光通信产业，相信未来会在网络、通信、智能电网甚至天地一体化通信中有更加广泛的应用。本文对光纤紧包层Hytrel树脂的挤出工艺做了相关阐述。只有掌握Hytrel树脂材料的加工工艺特点，才能提高生产效率，降低生产成本，生产出满足使用需求的高性能光通信产品。