EoW March 2013

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Article technique
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▼ ▼ Figure 3: Comparaison entre structures cellulaires
Concentré Composé
Les résultats concernant l’atténuation
(Figure 2) sont basés sur des échantillons
de câble de 50Ohms réels produits
utilisant une structure et des conditions
de processus identiques, mais en variant
la qualité de la résine. Comme représenté à
la Figure 2, il y a une différence significative
de perte de câble en fonction de la qualité
sélectionnée.
Généralement, la perte de puissance
électrique dans un câble est mesurée en
(dB) et est égale à 10 fois le logarithme
du rapport entre la puissance d’entrée à
une extrémité du câble et la puissance
de sortie de l’autre extrémité. Avec la
demande croissante de fonctionnement
des câbles à des fréquences supérieures,
ces différences de matériau jouent un rôle
décisif dans le rendement global du câble.
Par exemple, un câble réalisé avec un
fluoropolymère expansé d’environ 82 pour
cent de la vitesse de propagation produit
avec les résines indiquées aux Figures 1
et 2 et essayé à 2,5Ghz, présentera des
différences significatives dans la perte de
signal.
Un câble de 100 pieds réalisé avec la
Résine B, présentera environ 20 pour cent
de la perte de puissance par rapport à un
câble équivalent produit avec les Résines C
ou D.
La Résine A entraînerait une perte de
puissance égale à environ 30 pour cent
par rapport aux Résines C ou D. Ces
différences de performances s’accentuent
en utilisant des câbles à des fréquences de
fonctionnement supérieures.
DuPont a développé une gamme de
résines en utilisant la technologie “DuPont
Airquick Technology”, telles que les résines
expansées FFR 330, FFR 550, FFR 750 et
FFR 770, offrant au client une large gamme
de performances électriques et d’options
de structures de câbles.
Technologie de
nucléation et
formation cellulaire
Pour fournir des sites pour la réalisation de
la nucléation cellulaire de la mousse, des
matériaux inorganiques comme le nitrure
de bore sont généralement ajoutés à la
résine pour contribuer à la formation de la
mousse.
L’addition d’autres matériaux brevetés
à base de nitrure de bore améliore
considérablement le processus d’expan-
sion. La méthode d’addition peut varier
de résines déjà mélangées et prêtes à
l’emploi aux concentrés qui sont ajoutés
durant le processus d’extrusion.
Comme démonstration, une comparaison
du processus en parallèle a été effectuée
entre une résine déjà mélangée (résine
expansée DuPont™ FFR 770) et un produit
équivalent avec un concentré de mousse
disponible sur le marché.
Pour cette comparaison, les compositions
de l’agent nucléant ont été modifiées,
alors que les pourcentages de résine
de charge et de base utilisés ont
été maintenus constants. Pour cette
expérience on a utilisé un câble formé
par un fil individuel de 23Awg avec une
paroi de 19-mil, typique d’une structure
à paires torsadées de 100Ohms. Le taux
d’expansion cible était égal à 40 pour cent.
La résine déjà mélangée FFR 770 DuPont™
a donné des résultats satisfaisants en
atteignant la capacitance souhaitée avec
une variation réduite et une tension d’arc
contenue de 2,5KV.
Le produit équivalent avec le concentré
disponible sur le marché n’a pas atteint
le taux d’expansion désiré, il a montré
une variation de capacitance majeure et
n’a pas soutenu la tension de l’essai aux
étincelles. Le Tableau 1 fournit un résumé
des résultats.
La différence significative des
performances entre les deux matériaux
est le résultat des différences de structure
cellulaire de la mousse due au paquet
de nucléation sélectionné. La Figure 3
illustre les différences de dimension et
de structure des cellules entre les deux
matériaux.
Comme l’on peut remarquer à la Figure
3, le matériau déjà mélangé présente
une structure cellulaire uniforme et de
petites dimensions, alors que l’échantillon
réalisé avec le concentré présente des
cellules de grandes dimensions et non
uniformes. L’impossibilité de former la
mousse en partant du matériau à base de
concentré en mesure majeure entraîne
d’autres conséquences dans la structure
du câble.
Agent de nucléation Capacitancemoyenne
Variation de
capacitance Étincelles/1 000ft
Concentré 27.6 pf/ft .9 pf/ft 10
Complètement
mélangé 26.9 pf/ft .4 pf/ft 0
Résine Gamme de
conducteurs Gamme de parois Gamme de poresd’air
Résine A
(7 MRF) 24 et outre .015 et outre 10-58%
Résine B
(14 MRF) 24 et outre .015 et outre 10-55%
Résine C
(12 MRF) 26 et outre .015 et outre 10-58%
Résine D
(30 MRF) 24 et plus petits .005- .02 10-50%
Résine E
(42 MRF) 24 et plus petits .003- .02 10-55%
▼ ▼ Tableau 2: Sélection de la résine en fonction de la structure du câble
▲ ▲ Tableau 1: Résumé des performances