A bainha ou revestimento externo é a camada protetora mais externa na estrutura do cabo óptico, feita principalmente de material de revestimento PE e material de revestimento PVC, sendo que em ocasiões especiais são utilizados materiais de revestimento retardantes de chamas sem halogênio e materiais de revestimento resistentes a trilhamento elétrico.
1. Material de revestimento de PE
PE é a abreviação de polietileno, um composto polimérico formado pela polimerização do etileno. O material de revestimento de polietileno preto é produzido pela mistura e granulação homogênea de resina de polietileno com estabilizante, negro de fumo, antioxidante e plastificante em determinadas proporções. Os materiais de revestimento de polietileno para cabos ópticos podem ser divididos em polietileno de baixa densidade (PEBD), polietileno linear de baixa densidade (PEBDL), polietileno de média densidade (PEMD) e polietileno de alta densidade (PEAD), de acordo com a densidade. Devido às suas diferentes densidades e estruturas moleculares, eles apresentam propriedades distintas. O polietileno de baixa densidade, também conhecido como polietileno de alta pressão, é formado pela copolimerização do etileno sob alta pressão (acima de 1500 atmosferas) a 200-300 °C, utilizando oxigênio como catalisador. Portanto, a cadeia molecular do polietileno de baixa densidade contém múltiplas ramificações de diferentes comprimentos, com alto grau de ramificação, estrutura irregular, baixa cristalinidade e boa flexibilidade e alongamento. O polietileno de alta densidade, também conhecido como polietileno de baixa pressão, é formado pela polimerização do etileno a baixa pressão (1-5 atmosferas) e 60-80 °C com catalisadores de alumínio e titânio. Devido à estreita distribuição de massa molecular do polietileno de alta densidade e ao arranjo ordenado das moléculas, ele apresenta boas propriedades mecânicas, boa resistência química e uma ampla faixa de temperatura de uso. O polietileno de média densidade (MDP) é produzido pela mistura de polietileno de alta densidade e polietileno de baixa densidade em proporções adequadas, ou pela polimerização do monômero de etileno e propileno (ou do segundo monômero de 1-buteno). Portanto, o desempenho do polietileno de média densidade situa-se entre o do polietileno de alta densidade e o do polietileno de baixa densidade, apresentando tanto a flexibilidade do polietileno de baixa densidade quanto a excelente resistência ao desgaste e à tração do polietileno de alta densidade. O polietileno linear de baixa densidade é polimerizado por meio de fase gasosa ou solução a baixa pressão, utilizando monômero de etileno e 2-olefina. O grau de ramificação do polietileno linear de baixa densidade situa-se entre o de baixa e alta densidade, conferindo-lhe excelente resistência à fissuração por tensão ambiental. A resistência à fissuração por tensão ambiental é um indicador extremamente importante para identificar a qualidade dos materiais de PE. Refere-se ao fenômeno em que o corpo de prova do material, submetido a tensão de flexão, fissura em um ambiente com surfactante. Os fatores que afetam a fissuração por tensão do material incluem: massa molecular, distribuição de massa molecular, cristalinidade e microestrutura da cadeia molecular. Quanto maior a massa molecular, mais estreita a distribuição de massa molecular e maior o número de ligações entre as cadeias moleculares, melhor a resistência à fissuração por tensão ambiental do material e maior sua vida útil. Ao mesmo tempo, a cristalinidade do material também afeta esse indicador. Quanto menor a cristalinidade, melhor a resistência do material à fissuração por tensão ambiental. A resistência à tração e o alongamento na ruptura dos materiais de PE são outros indicadores para medir o desempenho do material e também podem prever o fim de sua vida útil. O teor de carbono nos materiais de PE pode resistir eficazmente à erosão causada pelos raios ultravioleta, e os antioxidantes podem melhorar eficazmente as propriedades antioxidantes do material.
2. Material da bainha de PVC
O material retardante de chamas de PVC contém átomos de cloro, que queimam na chama. Ao queimar, decompõe-se e libera uma grande quantidade de gás HCl corrosivo e tóxico, que causa danos secundários, mas se extingue ao sair da chama, por isso tem a característica de não propagar chamas; ao mesmo tempo, o material da bainha de PVC tem boa flexibilidade e extensibilidade, sendo amplamente utilizado em cabos ópticos para uso interno.
3. Material de revestimento retardante de chamas livre de halogênio
Como o policloreto de vinila (PVC) produz gases tóxicos durante a combustão, desenvolveu-se um material de revestimento retardante de chama limpo, não tóxico, livre de halogênios e com baixa emissão de fumaça. Consiste na adição de retardantes de chama inorgânicos, como Al(OH)₃ e Mg(OH)₂, a materiais de revestimento comuns. Esses retardantes liberam água cristalina ao entrar em contato com o fogo, absorvendo grande quantidade de calor e, assim, impedindo o aumento da temperatura do material de revestimento e prevenindo a combustão. A adição de retardantes de chama inorgânicos a materiais de revestimento retardantes de chama livres de halogênios aumenta a condutividade dos polímeros. Entretanto, resinas e retardantes de chama inorgânicos são materiais bifásicos completamente diferentes. Durante o processamento, é necessário evitar a mistura irregular dos retardantes de chama em pontos específicos. Os retardantes de chama inorgânicos devem ser adicionados em quantidades adequadas. Se a proporção for excessiva, a resistência mecânica e o alongamento na ruptura do material serão significativamente reduzidos. Os indicadores para avaliar as propriedades retardantes de chama de materiais livres de halogênios são o índice de oxigênio e a concentração de fumaça. O índice de oxigênio é a concentração mínima de oxigênio necessária para que o material mantenha uma combustão equilibrada em uma mistura gasosa de oxigênio e nitrogênio. Quanto maior o índice de oxigênio, melhores as propriedades retardantes de chama do material. A concentração de fumaça é calculada medindo-se a transmitância de um feixe de luz paralelo que atravessa a fumaça gerada pela combustão do material em um determinado espaço e comprimento de percurso óptico. Quanto menor a concentração de fumaça, menor a emissão de fumaça e melhor o desempenho do material.
4. Material de revestimento resistente a marcas elétricas
Em sistemas de comunicação de energia, observa-se um número crescente de cabos ópticos autossustentáveis multicanal (ADSS) instalados na mesma torre que linhas aéreas de alta tensão. Para minimizar a influência do campo elétrico induzido pela alta tensão na bainha do cabo, foi desenvolvido um novo material de bainha resistente a danos elétricos. Esse material é produzido controlando-se rigorosamente o teor de negro de fumo, o tamanho e a distribuição das partículas de negro de fumo, além da adição de aditivos especiais, o que confere ao material excelente resistência a danos elétricos.
Data da publicação: 26 de agosto de 2024