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Artículo técnico
Marzo de 2013
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Figura 3
:
Comparación entre estructuras celulares
Concentrado
Compuesto listo para usar
Agente de nucleación Capacitancia
media
Variación de
capacitancia Chispas/1.000ft
Concentrado
27.6 pf/ft
.9 pf/ft
10
Compuesto listo
para usar
26.9 pf/ft
.4 pf/ft
0
Resina
Gama de
conductores
Gama de paredes Gama de huecos
Resina A
(7 MRF)
24 y superiores
.015 y superiores
10-58%
Resina B
(14 MRF)
24 y superiores
.015 y superiores
10-55%
Resin C
(12 MRaF)
26 y superiores
.015 y superiores
10-58%
Resina D
(30 MRF)
24 e inferiores
.005- .02
10-50%
Resina E
(42 MRF)
24 e inferiores
.003- .02
10-55%
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Tabla 2:
Selección de la resina según el diseño de cable
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▲
Tabla 1
:
Sumario de las prestaciones
Los resultados de atenuación (
Figura 2
)
se basan en muestras reales de cable de
50Ohmios producidas usando diseños de
cables y condiciones de procesamiento
idénticos pero variando la calidad de la
resina. Como se puede ver en la
Figura 2
,
hay una diferencia significativa de pérdida
de potencia del cable según la calidad de
resina seleccionada. La pérdida de potencia
eléctrica de un cable se mide normalmente
en decibelios (dB) y corresponde a 10
veces el logaritmo de la relación entre la
potencia de entrada en un extremo del
cable y la potencia de salida en el otro
extremo. A medida que se requiere que los
cables funcionen a mayor frecuencia, estas
diferencias de material juegan un papel
importante en las prestaciones globales
del cable.
Por ejemplo, un cable realizado con
fluoropolímero expandido a aproximada-
mente un 82%de velocidad de propagación
producido con las resinas indicadas en las
Figuras 1
y
2
y probado a 2,5Ghz presenta
diferencias significativas por lo que se
refiere a la pérdida de señal. Un cable de
100 pies producido con la Resina B presenta
aproximadamente un 20% de pérdida de
potencia respecto a un cable equivalente
producido con resinas C o D.
La resina A produce una pérdida de
potencia de casi un 30 por ciento respecto
a las resinas C o D. Estas diferencias de
prestaciones se intensifican usando cables
a frecuencias de funcionamiento más altas.
DuPont ha desarrollado una gama de
resinas usando la tecnología “DuPont
Airquick Technology”, tales como las resinas
expandibles FFR 330, FFR 550, FFR 750 y
FFR 770, que ofrecen al cliente una amplia
gama de prestaciones eléctricas y opciones
de diseño de cables.
Tecnología de
nucleación y
formación celular
Para disponer de sitios donde ocurra
la nucleación celular de la espuma
normalmente se agregan a la resina
materiales inorgánicos como el nitruro de
boroque favorece el esponjado. Agregando
otros materiales patentados a base de
nitruro de boro, se mejora notablemente
el proceso de esponjado. El método de
añadido puede comprender desde resinas
ya compuestas, listas para usar, hasta
concentrados, que se añaden durante el
proceso de extrusión. Como demostración,
se ha realizado una comparación paralela
entre un proceso con resina lista para usar
(resina expandible FFR 770 DuPont™) y un
producto equivalente con un concentrado
expandible disponible en el comercio.
Para esta comparación se variaron las
composiciones del agente de nucleación,
pero se mantuvieron constantes los
porcentajes de resina de carga y de base
utilizados. Para este experimento se
utilizó un cable formado por un alambre
individual de 23Awg con una pared de
19-mil, típico de un par trenzado
apantallado de 100Ohmios. La tasa de
expansión buscada era un 40%.
La resina lista para usar FFR 770 DuPont™
dio buenos resultados y alcanzó la
capacitancia deseada con voltaje de
baja variación de 2,5KV sin chispas. El
producto equivalente con el concentrado
disponible en el comercio no alcanzó la
tasa de expansión deseada, mostró mayor
variación de capacitancia y producción de
chispas. La
Tabla 1
muestra un sumario de
los resultados.
La diferencia de prestaciones más
importante entre los dos materiales es
debida a las diferencias de la estructura
celular de la espuma determinada por
el paquete de nucleación seleccionado.
La
Figura 3
ilustra las diferencias de
dimensiones y estructura de las celdas
entre los dos materiales.
Como se puede ver en la
Figura3
, el material
listo para usar ofrece una estructura celular
uniforme y pequeña, mientras que la
muestra realizada con el concentrado
presenta celdas grandes y no uniformes.
La imposibilidad de expandir más el
material a base de concentrado implica
otras consecuencias en el diseño del
cable. Para alcanzar prestaciones eléctricas
equivalentes, se debería aumentar el
espesor de la pared para compensar el
menor contenido de huecos, utilizando así
más fluoropolímero.
Por ejemplo, en los alambres de la muestra
citada antes, debido a la imposibilidad de
obtener una mayor expansión, se debería
aumentar de un 20% el peso en libras
requerido por cada 1.000 pies de cada
alambre para poder obtener la impedancia
equivalente.