La funda o vaina exterior es la capa protectora más externa en la estructura del cable óptico, hecha principalmente de material de vaina de PE y material de vaina de PVC, y el material de vaina retardante de llama libre de halógenos y el material de vaina resistente al seguimiento eléctrico se utilizan en ocasiones especiales.
1. Material de la funda de PE
PE es la abreviatura de polietileno, un compuesto polimérico 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 ópticos se pueden dividir 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 distintas propiedades. 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 de la cadena, 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 a 60-80 °C con catalizadores de aluminio y titanio. Gracias a su estrecha distribución de pesos moleculares y a la ordenada disposición de sus moléculas, presenta buenas propiedades mecánicas, buena resistencia química y un amplio rango de temperaturas de uso. El material de revestimiento de polietileno de densidad media se fabrica mezclando polietileno de alta densidad y polietileno de baja densidad en una proporción adecuada, o polimerizando monómero de etileno y propileno (o el segundo monómero de 1-buteno). Por lo tanto, el rendimiento del polietileno de densidad media se sitúa 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 a la tracción del polietileno de alta densidad. El polietileno lineal de baja densidad se polimeriza mediante el método de fase gaseosa o solución a baja presión con monómero de etileno y 2-olefina. El grado de ramificación del polietileno lineal de baja densidad se encuentra entre baja y alta densidad, por lo que presenta una excelente resistencia al agrietamiento por tensión ambiental. Esta resistencia es un indicador fundamental para identificar la calidad de los materiales de PE. Se refiere al fenómeno por el cual la probeta de material, sometida a flexión por tensión, se agrieta en el entorno del surfactante. Los factores que afectan al 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 más conexiones haya entre las obleas, mejor será la resistencia al agrietamiento por tensión ambiental del material y mayor su vida útil. Al mismo tiempo, la cristalización del material también afecta a este indicador. Cuanto menor sea la cristalinidad, mejor será la resistencia al agrietamiento por tensión ambiental del material. La resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura de los materiales de PE son otros indicadores para medir el rendimiento del material y también pueden 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 causa daños secundarios. Sin embargo, se extingue al alejarse de la llama, por lo que no propaga la llama. Además, el material de revestimiento de PVC presenta buena flexibilidad y extensibilidad, y se utiliza ampliamente en cables ópticos para interiores.
3. Material de vaina retardante de llama 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, no tóxico y con baja emisión de humo. Esto se logra añadiendo retardantes de llama inorgánicos Al(OH)3 y Mg(OH)2 a los materiales de revestimiento comunes. Estos retardantes liberan agua cristalina al entrar en contacto con el fuego y absorben gran cantidad de calor, evitando así el aumento de temperatura del material de revestimiento y la combustión. Al añadir retardantes de llama inorgánicos a los materiales de revestimiento ignífugos libres de halógenos, aumenta la conductividad de los polímeros. Al mismo tiempo, las resinas y los retardantes de llama inorgánicos son materiales bifásicos completamente diferentes. Durante el procesamiento, es necesario evitar la mezcla desigual de retardantes de llama localmente. Los retardantes de llama inorgánicos deben añadirse en cantidades adecuadas. Una proporción demasiado alta puede reducir considerablemente la resistencia mecánica y el alargamiento a la rotura del material. 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 gases 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 una 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 funda resistente a marcas eléctricas.
Cada vez hay más cables ópticos autoportantes (ADSS) multimedios tendidos en la misma torre que las líneas aéreas de alta tensión en sistemas de comunicación eléctrica. Para contrarrestar la influencia del campo eléctrico de inducción de alta tensión en la cubierta del cable, se ha desarrollado y producido un nuevo material resistente a las cicatrices eléctricas. Este material controla estrictamente el contenido, tamaño y distribución de partículas de negro de humo, y añade aditivos especiales para lograr una excelente resistencia a las cicatrices eléctricas.
Hora de publicación: 26 de agosto de 2024