La cubierta o revestimiento exterior es la capa protectora más externa en la estructura del cable de fibra óptica, compuesta principalmente de material de revestimiento de PE y material de revestimiento de PVC, aunque en ocasiones especiales se utilizan materiales de revestimiento ignífugos libres de halógenos y materiales de revestimiento resistentes al seguimiento eléctrico.
1. material de revestimiento de PE
PE es la abreviatura de polietileno, un polímero formado por la polimerización del etileno. El material de revestimiento de polietileno negro se fabrica mezclando y granulando uniformemente resina de polietileno con estabilizador, negro de humo, antioxidante y plastificante en una proporción determinada. Los materiales de revestimiento de polietileno para cables de fibra óptica se pueden clasificar en polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de densidad media (MDPE) y polietileno de alta densidad (HDPE) según su densidad. Debido a sus diferentes densidades y estructuras moleculares, presentan propiedades distintas. El polietileno de baja densidad, también conocido como polietileno de alta presión, se forma por copolimerización de etileno a alta presión (superior a 1500 atmósferas) a 200-300 °C con oxígeno como catalizador. Por lo tanto, la cadena molecular del polietileno de baja densidad contiene múltiples ramificaciones de diferentes longitudes, con un alto grado de ramificación, estructura irregular, baja cristalinidad y buena flexibilidad y elongación. El polietileno de alta densidad, también conocido como polietileno de baja presión, se forma mediante la polimerización de etileno a baja presión (1-5 atmósferas) y 60-80 °C con catalizadores de aluminio y titanio. Debido a la estrecha distribución del peso molecular del polietileno de alta densidad y la disposición ordenada de las moléculas, posee buenas propiedades mecánicas, buena resistencia química y un amplio rango de temperatura de uso. El material de revestimiento de polietileno de densidad media se fabrica mediante la mezcla de polietileno de alta densidad y polietileno de baja densidad en una proporción adecuada, o mediante la polimerización de monómero de etileno y propileno (o el segundo monómero de 1-buteno). Por lo tanto, el rendimiento del polietileno de densidad media se encuentra entre el del polietileno de alta densidad y el del polietileno de baja densidad, y posee tanto la flexibilidad del polietileno de baja densidad como la excelente resistencia al desgaste y la resistencia a la tracción del polietileno de alta densidad. El polietileno lineal de baja densidad se polimeriza mediante el método de fase gaseosa o en solución a baja presión con monómero de etileno y 2-olefina. El grado de ramificación del polietileno lineal de baja densidad se encuentra entre la baja y la alta densidad, por lo que posee una excelente resistencia al agrietamiento por tensión ambiental. Esta resistencia es un indicador crucial para identificar la calidad de los materiales de PE. Se refiere al fenómeno por el cual la muestra de prueba, sometida a tensión de flexión en presencia de surfactante, se agrieta. Los factores que influyen en el agrietamiento por tensión del material incluyen: peso molecular, distribución del peso molecular, cristalinidad y microestructura de la cadena molecular. Cuanto mayor sea el peso molecular, más estrecha sea la distribución del peso molecular y mayor sea el número de conexiones entre las láminas, mejor será la resistencia al agrietamiento por tensión ambiental del material y mayor su vida útil. Asimismo, la cristalización del material también afecta este indicador. Cuanto menor sea la cristalinidad, mejor será la resistencia al agrietamiento por tensión ambiental del material. La resistencia a la tracción y la elongación a la rotura de los materiales de PE son otros indicadores para medir su rendimiento y predecir su vida útil. El contenido de carbono en los materiales de PE puede resistir eficazmente la erosión de los rayos ultravioleta sobre el material, y los antioxidantes pueden mejorar eficazmente las propiedades antioxidantes del material.
2. Material de la funda de PVC
El material ignífugo de PVC contiene átomos de cloro que arden en la llama. Al quemarse, se descompone y libera una gran cantidad de gas HCl corrosivo y tóxico, que puede causar daños secundarios. Sin embargo, se extingue al alejarse de la llama, por lo que no propaga el fuego. Al mismo tiempo, el material de revestimiento de PVC posee buena flexibilidad y extensibilidad, y se utiliza ampliamente en cables de fibra óptica para interiores.
3. Material de revestimiento ignífugo libre de halógenos
Dado que el cloruro de polivinilo produce gases tóxicos al quemarse, se ha desarrollado un material de revestimiento ignífugo limpio, libre de halógenos y no tóxico, que emite poco humo. Este material se obtiene añadiendo retardantes de llama inorgánicos Al(OH)3 y Mg(OH)2 a los materiales de revestimiento convencionales. Al entrar en contacto con el fuego, estos retardantes liberan agua de cristalización y absorben gran cantidad de calor, evitando así el aumento de temperatura del material y la combustión. Al añadir retardantes de llama inorgánicos a los materiales de revestimiento ignífugos libres de halógenos, aumenta la conductividad de los polímeros. Cabe destacar que las resinas y los retardantes de llama inorgánicos son materiales bifásicos completamente diferentes. Durante el procesamiento, es necesario evitar la mezcla irregular de los retardantes de llama en las zonas afectadas. Los retardantes de llama inorgánicos deben añadirse en cantidades adecuadas. Si la proporción es excesiva, la resistencia mecánica y la elongación a la rotura del material se verán considerablemente reducidas. Los indicadores para evaluar las propiedades ignífugas de los retardantes de llama libres de halógenos son el índice de oxígeno y la concentración de humo. El índice de oxígeno es la concentración mínima de oxígeno necesaria para que el material mantenga una combustión equilibrada en una mezcla de oxígeno y nitrógeno. Cuanto mayor sea el índice de oxígeno, mejores serán las propiedades ignífugas del material. La concentración de humo se calcula midiendo la transmitancia del haz de luz paralelo que atraviesa el humo generado por la combustión del material en un espacio y longitud de trayectoria óptica determinados. Cuanto menor sea la concentración de humo, menor será la emisión de humo y mejor será el rendimiento del material.
4. Material de revestimiento resistente a las marcas eléctricas
En los sistemas de comunicación eléctrica, cada vez se instalan más cables ópticos autoportantes (ADSS) multimedio en la misma torre que las líneas aéreas de alta tensión. Para contrarrestar la influencia del campo eléctrico de inducción de alta tensión en la cubierta del cable, se ha desarrollado y fabricado un nuevo material de cubierta resistente a las marcas eléctricas. Este material se obtiene mediante un control estricto del contenido de negro de humo, el tamaño y la distribución de las partículas de negro de humo, y la adición de aditivos especiales para lograr una excelente resistencia a las marcas eléctricas.
Hora de publicación: 26 de agosto de 2024