眾所周知，加氫基礎(chǔ)油是提高潤滑油質(zhì)量的最有效手段，它不僅體現(xiàn)在工礦設(shè)備、車輛潤滑的使用上，而且作為一種填充材料在光纖、光纜油膏領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。大家都知道，光通信是靠光纜傳輸信息的，光纜的核心材料是光纖，光纖的保護(hù)神是纖膏和纜膏；光纖在水分、潮氣和應(yīng)力的作用下，會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，在含氫環(huán)境中會產(chǎn)生氫損；光纖一但受到腐蝕和氫損將會大大降低光纜信息的傳輸性能，也就是說纖膏和纜膏的質(zhì)量好壞，將直接影響到光纜的傳輸性能。光纜填充膏是光電纜中廣泛采用的阻水材料，在光電纜中起著密封、防水、隔潮和緩沖防護(hù)作用，性能優(yōu)良的油膏能使光纜在各種嚴(yán)酷的自然環(huán)境和惡劣氣候下，特別是在海底隧道、潮濕地域等環(huán)境下更具阻水能力、抗凍性和耐高溫性，從而延長光纜的使用壽命。而加氫基礎(chǔ)油作為光纜填充膏的主要材料，其性能優(yōu)劣對油膏質(zhì)量影響很大。

　　加氫基礎(chǔ)油分為石蠟基與環(huán)烷基，其性能各有所長，各有不足，對填充材料來說其石蠟基油的優(yōu)點(diǎn)是：粘溫性好、閃點(diǎn)高、密度小、生物降解好；其缺點(diǎn)是低溫性差（傾點(diǎn)高）溶解性差、安定性差、分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、生物降體性好。而環(huán)烷基油的性能正好與石蠟基油相反。

　　本文通過我公司幾年來供應(yīng)上海一家光通材料廠填充油膏的生產(chǎn)應(yīng)用中，找出基礎(chǔ)油類型對填充油膏主要性能的影響。與大家一起討論，以提高光纖、光纜填充油膏的質(zhì)量和性價比，促進(jìn)光通信行業(yè)科學(xué)健康地發(fā)展。

　　1光纖、光纜填充油膏的性能要求、基本組成、生產(chǎn)過程11光纖性能要求以使用功能來分可分為纖膏（直接同光纖接觸，適用于光纖松套管內(nèi)或大束管內(nèi)、帶狀光纜用。

　　主要起保護(hù)光纖在管內(nèi)柔軟與彎曲等特性）和纜膏不直接同光纖接觸，適用于光纜、纜芯的間隙及涂覆在纜芯包裝外表面，用于阻止水滲入光纜內(nèi)）從填充膏的觸變性上看又可分為觸變型和非觸變型；從組成上看又可分為礦物油膏、合成油膏和硅油膏（性能好但價格貴，所占比例較?。┱娉涓嗟奶匦苑治龉饫|填充膏的特性是在寬的溫度范圍內(nèi)不溶化，而且無相變或結(jié)構(gòu)變化，在低的溫度時保持柔軟性，溫度升高時沒有滴流現(xiàn)象（一40~+80°C）油膏在纜芯不發(fā)生泡漲、有良好的兼容性。無毒性、不含易燃物質(zhì)，對人體皮膚沒有過敏，可用肥皂或洗潔精洗凈，易擦拭干凈。光纜填充膏是一種可塑性的半流體，它具有固體和液體的雙重性質(zhì)。從光纜使用的角度看，它有如下特點(diǎn)：光纜的理想緩沖材料，可使光纖免受外界帶來的應(yīng)力損傷而導(dǎo)致的微彎損耗；粘度適中，觸變性強(qiáng)，可在常溫下填充；遇水膨脹阻水型：吸水速度快，吸水率高，阻水性能好；受熱膨脹阻水型：遇熱膨脹快，膨脹均勻，不硬不脆；優(yōu)良的溫度性能，且具有長期穩(wěn)定性；與光纜材料有良好的相容性，酸值小，耐氧化等；良好的工藝性及質(zhì)量穩(wěn)定性。

　　填充膏的特性對光纜性能的影響有很多，如：閃點(diǎn)過低則易燃；滴點(diǎn)過低則高溫下易滴流；析氫量過大會造成光損耗增加；與光纜元件（材料）相容性差，會使元件變形，強(qiáng)度和延伸率下降，影響光纜的使用壽命等等。填充膏的各種特性也有相關(guān)性，往往一種特性的改善會伴隨另一種特性的降低，如滴點(diǎn)的增高可能會使錐入度降低。因此，填充膏的特性是一個綜合優(yōu)化的結(jié)果，不能只以某一個特性參數(shù)來衡量。

　　填充膏的相容性事關(guān)光纜的壽命，是特別重要的特性。根據(jù)目前所涉及到的光纜材料，都要考慮與它們的相容性。這里不涉及以膏為準(zhǔn)選擇其他材料，還是以其他光纜材料選擇膏的問題，只規(guī)定出相容性的界線。

　　相容性是考察油膏長期與光纜中的其他物質(zhì)相接觸時，是否對其他材料產(chǎn)生溶脹而降低性能，是否對其他材料造成腐蝕。雖然相容性與被考察的兩種材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分都有關(guān)，但由于油膏的成分相對光纜中的其他材料而言更復(fù)雜；而且有一定的流動性，可與其他材料充分接觸，所以在考慮光纜中材料的相容性時，油膏是相當(dāng)關(guān)鍵的。表1為油膏與其他光纜材料的相容性試驗。是將其他材料浸在油膏中，在一定高溫下保持相當(dāng)?shù)臅r間達(dá)到加速老化，然后測試材料的溶脹程度和其他性能的變化，如機(jī)械性能等。

　　表1油膏相容性試驗材料名稱光纖涂層及著色層套管材料金屬包帶鋼塑。鋁塑與銅。鋁。鋼腐蝕性護(hù)套料試驗條件80C相容性試驗后不脫皮。不腿色不開裂不分層。不起泡無腐蝕點(diǎn)機(jī)械性能好保證油膏與其他材料的相容性，除了大量的試驗外，保證油膏的配方合理和材料穩(wěn)定以及生產(chǎn)過程的嚴(yán)格控制是很關(guān)鍵的，也是決定成本和價格的關(guān)鍵。如纖膏一般都使用石蠟基加氫油作為基礎(chǔ)油，且大多采用進(jìn)口原料（性能穩(wěn)定）。纜膏則采用國產(chǎn)環(huán)烷一中間基加氫油為基礎(chǔ)油（價格較低）。

　　（4）主要性能分析①錐入度通常只是一個靜態(tài)物理量，本身既不能表征填充膏流變性能，也不能表明其觸變性，但在某些時候可以用來判定它軟硬的程度，尤其對光纖填充膏，在一40~+80C溫度范圍內(nèi)希望膏的錐入度曲線越平坦越好，使得光纖在纜內(nèi)有最大余度的伸縮性，不會產(chǎn)生微彎損耗，保證光纜的可靠傳輸。因此錐入度指標(biāo)在光纖油膏中是非常重要的，所以說光纖填充膏必須具有一定的錐入度和低溫性能。既要保證光纜在冬季和惡劣氣溫下順利填充，又要保證光纖在低溫環(huán)境下的使用性能。

　　閃點(diǎn)體現(xiàn)填充膏在空氣中自燃的可能性，應(yīng)保證在光纜試驗和使用的整個溫度范圍內(nèi)不自燃。滴點(diǎn)是反映在一定的條件下，填充膏在試驗過程中達(dá)到一定流動性的溫度。滴點(diǎn)的高低可直接影響到光纜的使用溫度，為使通信光電纜在較高溫度下安裝鋪設(shè)或運(yùn)行過程中填充膏不流失和滴落，因此要求填充膏的滴點(diǎn)越高越好?，F(xiàn)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，纖油分離是考核在一定溫度下油從填充膏中分離出來的數(shù)量。若油分離過大，則在使用過程中油易從纜芯中分離滴落，將導(dǎo)致油膏變硬，從而對纜芯產(chǎn)生應(yīng)力，影響光纜的傳輸質(zhì)量；填充膏的油分離量隨溫度升高而增加，理論上講油分離越小越好，但規(guī)定的太小將會給制造帶來困難，從性價比上看也是值得考慮的。油分離量直接影響到相容性和光纜滴流特性。

　　對于環(huán)境應(yīng)用而言，填充膏必須具有粘度，這樣就可以與生產(chǎn)同步把填充膏填入擠塑管或纜芯中。對于冷填充膏，其應(yīng)具有剪切稀化功能，即填充膏的粘度隨剪切速度上升而下降，變成一種在環(huán)境溫度下注入的流性液體，其原因在于粒狀鍵的斷裂及其分子取向的變化。因此光纜填充膏應(yīng)具有觸變性能。當(dāng)它受到剪切作用時，隨剪切率的增加粘度下降。而在一定剪速下，隨著時間的延長，剪切應(yīng)力下降，粘度降低。當(dāng)達(dá)到一定時間后，剪切力不再變化，當(dāng)停止剪切后粘度又開始緩慢上升，這種過程不完全可逆。因此選擇合適的粘度，在纜膏加工過程和長期使用中是非常重要的。一般來講：粘度既不能過小也不能過大，因為光纜在加工過程中希望粘度小些，便于填入纜芯，但粘度太小則加工時填充膏易流失，在纜芯受力時起不到緩沖的作用；而若粘度過大，影響纜芯的自由伸縮，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成微彎和大彎損耗。

　　析氫、酸值和氧化誘導(dǎo)期（OT眾多資料表明，填充膏的析氫是影響光纜傳輸衰減的重要因素之一，因填充膏中有油和觸變劑，它的表面存在一OH基團(tuán)，當(dāng)其長期使用時可產(chǎn)生氫氣，氫氣滲入光纖時腐蝕玻璃纖維，導(dǎo)致光纖強(qiáng)度下降，損耗增加。同時由于填充膏的組成中有油和添加劑，這就包含了許多酸性組分，若酸性過大則對周圍材料產(chǎn)生影響（如氧化、腐蝕等）還可能在水的作用下產(chǎn)生或Off離子作用于光纖表面，對光纜的傳輸性能造成不良影響，因此對填充膏而言，應(yīng)嚴(yán)格控制其析氫和酸值。酸值可預(yù)測填充膏的腐蝕性，并反映對析氫的影響，但影響有多大，有待進(jìn)一步研究；氧化誘導(dǎo)期即反映產(chǎn)品的氧化安定性，它表明填充膏的抗氧化能力，這對填充膏的使用和貯存都很有意義。表2為填充膏在同一溫度不同時間老化后的析氫量和氧化誘導(dǎo)期，從表2中可以看出填充膏在連續(xù)高溫條件下，析氫量會逐漸增加，氧化性能變差。

　　表2填充膏析氫和氧化誘導(dǎo)期試驗試驗條件析氫量/義Lg 12基本組成填充油膏的主體部分，一般占油膏約70% ~90%，填充油膏的性能大多取決于基礎(chǔ)油的類型和組成。

　　~15%.一般使用鋰皂、鈣皂、復(fù)合鋰皂，它的主要作用是能在基礎(chǔ)油中分散和形成結(jié)構(gòu)骨架，并使基礎(chǔ)油被吸附和固定在結(jié)構(gòu)骨架中，從而形成具有塑性的半流體狀油膏。稠化劑為油膏這種膠體結(jié)構(gòu)分散體系的分散相，而基礎(chǔ)油為體系的分散介質(zhì)。

　　用量不超過5%，主要有抗氧劑和增粘劑。用于改善油膏的氧化安定性及提高調(diào)整稠度。

　　13生產(chǎn)過程光纖填充膏工藝流程（見）光纜填充油膏工藝流程（見）皂化法工藝過程是一種化學(xué)過程。從光纜填充膏的組成、生產(chǎn)過程看，它與工業(yè)用潤滑脂極為相似，可以說它是一種特殊的潤滑脂。

　　2光纜填充油膏基礎(chǔ)油的主要類型及其作用機(jī)理與工業(yè)潤滑脂相仿，用于填充膏的基礎(chǔ)油主要有礦物油（加氫基礎(chǔ)油）、合成油與植物油等，因價格及性能方面的限制后兩類應(yīng)用較少，所以我們以礦物類加氫基礎(chǔ)油來闡述。加氫基礎(chǔ)油具有飽和烴含量高、低硫、低氮、低芳烴含量，優(yōu)良的熱氧化安定性，較低的揮發(fā)度、良好的粘溫性能等優(yōu)點(diǎn)。一般分子的碳原子數(shù)在Co~0*包括含有不同烴類的組分，表3列出了基礎(chǔ)油的組成與其重要理化特性的關(guān)系，表4列出了基礎(chǔ)油中各組分的氧化性能與對抗氧劑的感受性。

　　表3基礎(chǔ)油的組成與其重要理化特性的關(guān)系項目正構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴環(huán)烷烴粘溫性質(zhì)優(yōu)良蒸發(fā)損失低較高低溫流動性差優(yōu)良氧化安定性優(yōu)良溶解能力差良表4基礎(chǔ)油中各組分的氧化性能與烴組成對抗氧劑的感受性基礎(chǔ)油組分氧化性能對抗氧劑的感受性烷烴、環(huán)烷烴容易氧化生成酸有較好的感受性烷基苯、烷基萘相當(dāng)穩(wěn)定，氧化生成酸中等抗氧劑感受性環(huán)烷苯容易氧化感受性不好續(xù)表基礎(chǔ)油組分氧化性能對抗氧劑的感受性多環(huán)芳烴氧化生成油泥與硫化物感受性不好含硫化合物是天然抗氧劑，但容易被氧化，最佳與抗氧劑有協(xié)同作用氮氧化合物氧化促進(jìn)劑能加速抗氧劑的消耗石蠟基加氫油一般含烷烴住要為異構(gòu)）超過50%粘度指數(shù)高、傾點(diǎn)高、密度小、膠質(zhì)含量低；而環(huán)烷基油環(huán)烷烴含量超過50%（多為雙環(huán)或三環(huán)烷基衍生物）其性能恰恰與石蠟基油相反。一個好的基礎(chǔ)油其組成應(yīng)有一適當(dāng)?shù)姆秶?，它取決于各種性能的綜合平衡，并與原油的類別、加工工藝有關(guān)。由于基礎(chǔ)油中烷烴、環(huán)烷烴具有不同特性，因而對填充油膏的錐入度、閃點(diǎn)、滴點(diǎn)、油分離、析氫量、酸值和氧化誘導(dǎo)期的影響各不相同，有利有弊。從膠體化學(xué)的角度來看，填充油膏是一個稠化劑為分散相和一個非極性（基礎(chǔ)油）液體為分散介質(zhì)的兩相結(jié)構(gòu)的膠體分散體系。所謂分散體系，是指一種物質(zhì)以微粒狀態(tài)分散到另一種物質(zhì)內(nèi)形成的一種穩(wěn)定體系。這兩種組分既不是簡單的溶角解也不是簡單的混合，其安定性取決于分散相的表面和分散介質(zhì)的吸引力。填充油膏和稠化劑分子或分子聚結(jié)體在基礎(chǔ)油中形成三維的結(jié)構(gòu)骨架，基礎(chǔ)油就被維系在這種結(jié)構(gòu)的骨架的空隙里，如同一塊海綿體浸滿了液體一樣。

　　3兩類加氫基礎(chǔ)油及復(fù)合使用制得的光纜油膏性能比較光纖、光纜油膏的質(zhì)量從原材料來講主要取決于基礎(chǔ)油的性能。為了考察不同類型加氫基礎(chǔ)油對油膏質(zhì)量的影響，我們分別以加氫石蠟基油、加氫環(huán)烷基油生產(chǎn)的纖膏、纜膏的典型數(shù)據(jù)以及用兩種油復(fù)合使用生產(chǎn)的纖膏、纜膏的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。

　　表5是分別以加氫石蠟基油和加氫環(huán)烷基油為基礎(chǔ)油生產(chǎn)的光纖填充膏典型技術(shù)數(shù)據(jù)；表6是分別以加氫石蠟基油和加氫環(huán)烷基油為基礎(chǔ)油生產(chǎn)的光纜填充膏典型技術(shù)數(shù)據(jù)；表7是以兩種加氫基礎(chǔ)油（：1）復(fù)合使用生產(chǎn)的光纖填充膏典型技術(shù)數(shù)據(jù)；表8是以兩種加氫基礎(chǔ)油（：1）復(fù)合使用生產(chǎn)的光纜填充膏典型技術(shù)數(shù)據(jù)。

　　表5以加氫石蠟基油和加氫環(huán)烷基油為基礎(chǔ)油生產(chǎn)光纖填充膏（YD/T839.檢驗項目標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗結(jié)果石蠟基油環(huán)烷基油試刀<法外觀均質(zhì)、無外來雜質(zhì)無色透明目測滴點(diǎn)/C密度/g.m錐入度八0lmm顏色穩(wěn)定性（130*C，氧化誘導(dǎo)期（190*C）/min閃點(diǎn)/C析氫值（80C蒸發(fā)量（80*C，析油（80C抗水性（20C不解體合格粘度流動性（25*C、D=50s酸值相容性（80C不開裂、不分層合格腐蝕性（80C無腐蝕點(diǎn)合格表6以加氫石蠟基和加氫環(huán)烷基油為基礎(chǔ)油生產(chǎn)光纜填充膏（YD/T839檢驗項目標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗結(jié)果試驗方法石蠟基油環(huán)烷基油外觀均質(zhì)、無外來雜質(zhì)無色透明目測滴點(diǎn)/C錐入度八0lmm氧化誘導(dǎo)期（190*C）/mjn閃點(diǎn)/c析氫值（80*C，蒸發(fā)量（80*C，析油（80C抗水性（20C不解體合格粘度流動性（25C：、D=50s酸值相容性（80C不開裂、不分層合格腐蝕性（80*C無腐蝕點(diǎn)合格表7兩種加氫基礎(chǔ)油（1：1）復(fù)合使用生產(chǎn)光纖填充膏（YD/T839.檢驗項目標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗結(jié)果國外同類產(chǎn)品試驗方法外觀均質(zhì)、無外來雜質(zhì)無色透明目測滴點(diǎn)/C密度/g.m錐入度八0lmm顏色穩(wěn)定性（130C氧化誘導(dǎo)期（190C）/mjn閃點(diǎn)/C析氫值（80*C，蒸發(fā)量（80*C，析油（80C抗水性（20C不解體合格粘度流動性（25*C、D=50s酸值相容性（80C不開裂、不分層合格腐蝕性（80C無腐蝕點(diǎn)合格表8兩種加氫基礎(chǔ)油（11）復(fù)合使用生產(chǎn)光纜填充膏（YD/T839.檢驗項目標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗結(jié)果國外同類產(chǎn)品試驗方法外觀均質(zhì)、無外來雜質(zhì)無色透明目測滴點(diǎn)/C密度/g.m錐入度八0lmm續(xù)表檢驗項目標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗結(jié)果國外同類產(chǎn)品試驗方法氧化誘導(dǎo)期（190*C）/mjn閃點(diǎn)/c析氫值（80*C，蒸發(fā)量（80*C，析油（80C抗水性（20C不解體合格粘度流動性（25C：、D=50s酸值相容性（80C不開裂、不分層合格腐蝕性（80*C無腐蝕點(diǎn)合格~表8評價結(jié)果可以看出以下幾點(diǎn)：在合理配方和工藝條件下，以加氫石蠟基、環(huán)烷基和兩者復(fù)合使用為基礎(chǔ)油生產(chǎn)的纖膏和纜膏產(chǎn)品皆能達(dá)到國家通信行業(yè)標(biāo)YD/T839. 3?2000規(guī)定的質(zhì)量指標(biāo)，在目前國內(nèi)市場上均能占有一席之地。

　　以加氫石蠟基為基礎(chǔ)油生產(chǎn)的纖膏和纜膏優(yōu)勢在于：滴點(diǎn)高，密度小，閃點(diǎn)高；粘溫性能較環(huán)烷基優(yōu)；氧化安定性較環(huán)烷基良。弱點(diǎn)在于：膠體安定性差；低溫差，析油與蒸發(fā)量偏大。

　　以加氫環(huán)烷基為基礎(chǔ)油生產(chǎn)的纖膏和纜膏優(yōu)勢在于：低溫好，膠體安定性優(yōu)良；析油與蒸發(fā)量?。慌c光纜材料相容性良。弱點(diǎn)在于：粘溫性能差；密度大，閃點(diǎn)低。

　　以兩種（加氫石蠟基油和加氫環(huán)烷基油，混合比為11）復(fù)合使用為基礎(chǔ)油生產(chǎn)的光纖光纜填充油膏產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)勢在于：具有優(yōu)良的膠體安定性，膠體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不收縮，體系不分油。

　　具有優(yōu)良的氧化安定性，油膏體系酸值小，蒸發(fā)量也較小，這與復(fù)合基礎(chǔ)油的化學(xué)組成（烷烴、環(huán)烷烴）有很大關(guān)系。

　　根據(jù)試驗數(shù)據(jù)得知，復(fù)合后的纖膏與纜膏，在與所有光纜材料相容性和腐蝕性試驗中，都較其他兩種石蠟基和環(huán)烷基）纖膏和纜膏好。

　　復(fù)合型（石蠟基和環(huán)烷基）所制得的纖膏和纜膏綜合了石蠟基與環(huán)烷基油膏的性能優(yōu)勢，兼具兩類油膏產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，相對掩蓋了兩類油膏的缺點(diǎn)，故該產(chǎn)品具有優(yōu)良的膠體安定性，氧化安定性和滿意的相容性。

　　4討論（1）用復(fù)合型基礎(chǔ)油生產(chǎn)的纖膏和纜膏，其質(zhì)量和性能皆符合國家通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T839.3?2000通信電纜、光纜用填充和涂覆復(fù)合物）的要求，但由于體系屬性、構(gòu)型有別，產(chǎn)品性能各有特色，用戶可根據(jù)需要，選擇符合自己使用要求的光纖光纜填充油膏產(chǎn)品。

　　為不斷提高纖膏與纜膏產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，用心研究各類基礎(chǔ)油的特性、結(jié)構(gòu)以及在纖膏、纜膏中的作用機(jī)理；研究纖膏纜膏的組成、配方和制備工藝對油膏結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，只有這樣，油膏生產(chǎn)廠才能從根本上處理好產(chǎn)品配方工藝與質(zhì)量、性能之間的關(guān)系，有的放矢地實現(xiàn)產(chǎn)品成本與質(zhì)量、性能的有機(jī)統(tǒng)一。

　　復(fù)合型纖膏、纜膏其產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)到并優(yōu)于國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，對于提高我國光通信產(chǎn)業(yè)的整體水平有著十分重要的積極作用，也為加氫基礎(chǔ)油開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。

作者：佚名　　來源：中國潤滑油網(wǎng)