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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Silveira, Sirney
Título: Caracterização de Géis Tixotrópicos Utilizados em Telecomunicações
Ano: 1992
Orientadora: Profa. Dra. Inés Joekes
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: --
Resumo: Este trabalho insere-se no projeto de desenvolvimento de tecnologia nacional em telecomunicações, com a participação conjunta da UNICAMP e do CPqD- TELEBRÁS. Existem alguns materiais do cabo óptico que ainda necessitam ser importados, representando um elevado custo para o sistema nacional de telecomunicações. Os géis utilizados como enchimento representam uma parcela destes materiais. O objetivo deste trabalho é a caracterização destes géis com o propósito de adequação à condições de uso no Brasil e à sua fabricação no país. Foram estudados dois tipos de géis com faixas de temperatura de aplicação diferentes: -46 a 90°C (gel Gf) e -90 a 100°C (Gel Gq). Os mesmos não diferem em densidade, ponto de fulgor e análise elementar significativamente, sugerindo que eles têm composição muito similar. A espectroscopia no infra-vermelho apresenta pequenas diferenças nos espectros de ambos os géis. Por outro lado, os géis diferem significativamente em propriedades tais como: ponto de gota (Gf = 244°C e Gq > 300°C), teor de carga (Gf = 10,0 % e Gq = 8,5 % P/P), teor de voláteis (Gf = 26,7 e Gq = 23,5% P/P). A separação quantitativa dos géis, por extração com xilol e posterior extração em Soxhlet com tolueno, revelou que os mesmos são constituídos de um óleo (hidrocarboneto) e sílica (funcionalizada com composto orgânico) como agente gelificante. O procedimento foi quantitativo. A caracterização dos componentes foi feita através de espectroscopia IV,H RMN, fluorescência de raios- X e microscopia eletrônica de varredura. Ambos os hidrocarbonetos diferem com respeito à viscosidade (Gf = 52 cps e Gq = 7060 cps) e à massa molar média (Gf = 0,54 e Gq = 0,44 Kg.mol). O óleo do gel Gq é uma mistura de óleos sintético (poliolefina dissubstituída) e mineral; enquanto que óleo do gel Gf é contituído somente por óleo mineral ou contém pequena quantidade de óleo sintético, que está abaixo do limite de detecção das técnicas utilizadas. Quanto maior a proporção de óleo sintético na mistura de óleos, maior a faixa de temperatura de utilização do gel. Com respeito ao gelificante, são utilizados tipos similares de sílica em ambos os géis, mas em proporções diferentes. A sílica apresenta-se funcionalizada com composto orgânico, tendo área superficial de 56 m/g no gel Gf e 40 m/g no gel Gq, sendo utilizada na proporção de 10% P/P no gel Gf e na proporção de 8,5% P/P para o gel Gq. Os dados de índice de perda de cisalhamento (Gf = 4,4 e Gq = 6,5) e grau de tixotropia (Gf = 1,3 e Gq = 1,0) indicam que quanto maior a viscosidade do gel, maior a pressão necessária para sua extrusão, o que concorda com o esperado para fluidos não newtonianos. Sugere-se que quanto maior o índice de perda de cisalhamento, maior a facilidade de aplicação do gel ao cabo e quanto menor o valor de grau de tixotropia mais rápida a restauração da rede após o cisalhamento.
Abstract: This work is enclosed in a project of development of national technology in Telecommunications with participation of UNICAMP and TELEBRÁS Research and Development Center. Today, a number of the materials used in optical cables are imported, without a specific knowledge of their behavior in the Brazilian climate conditions. The gels used for cable filling are included in these materials. The aim of this work is the characterization of these gels, in respect to the above consideration, which can provide relevant data to their applicability in the brazilian telecommunication system and lead to their eventual production in Brazil. Two types of gels, with different working temperature range were studied: one is used between -46 to 90°C (Gel Gf) and the other is used between -90 to 100°C (Gel Gq). The gels do not differ in density, fulgor point and elementar analysis significantly, suggesting that they have similar composition. Infra-red spectra show small differences for both gels. The gels are significantly different in properties as: drop point (Gel Gf = 244 °C and Gel Gq > 300 °C), solid content (Gel Gf = 10.0 % and Gel Gq = 8.5 % w/w) and volatiles content (Gel Gf = 26.7 % and Gel Gq = 23.5 % w/w). Quantitative separation was achieved after extration with xilol followed by extration in soxhlet with toluene. Results show that the gels are composed of an oil (hydrocarbon) and a silica gellant (funcionalized with organic compound). The characterization of the gel-components was made by infra-red spectroscopy, proton nuclear magnetic resonance spectroscopy, X-ray fluorecence and scanning eletronic microscopy. Both hydrocarbons are differents in viscosity (Gel Gf = 52 cps and Gel Gq = 7060 cps) and average molecular weight (Gel Gf = 0.54 kg.mol and Gel Gq = 0.44 kg.mol). We suggest that the oil of the Gel Gq is a mixture of synthetic and mineral oils; while the oil mixture of the Gel Gf has less synthetic oil than Gel Gq or is composed only by mineral oil. This fact justifies the different working temperature ranges of these gels. Results show that both silica gellants are funcionalized with an organic compound. The surface area of the silica is 56 m.g in the gel Gf and 40 m.g in the gel Gq, quantities used are 10.0 % w/w in the Gel Gf and 8.5 % w/w in the gel Gq. The results of shear thinning index (Gel Gf = 4.4 and Gel Gq = 6.5) and degree of thixotropy (Gel Gf = 1.3 and Gel Gq = 1.0) show that the higher the viscosity of the gel, the higher the pressure needed for its extrusion, as predicted by Non-Newtonians fluids theories.
Arquivo (Texto Completo): vtls000046646.pdf ( tamanho: 3,78MB )

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