Orientador: Edison Bittencourt

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica

Resumo: A preservação da integridade mecânica das fibras opticas de sílica é imprescindível para o seu uso em sistemas de comunicações opticas, com tempo de vida desejável em torno de 25 anos. A adesão na interface sílica-revestimento protetor é uma das condições básicas para a alta resistência...

Resumo: A preservação da integridade mecânica das fibras opticas de sílica é imprescindível para o seu uso em sistemas de comunicações opticas, com tempo de vida desejável em torno de 25 anos. A adesão na interface sílica-revestimento protetor é uma das condições básicas para a alta resistência mecânica das fibras. Visando o entendimento dos fatores que afetam a adesão entre o revestimento polimérico fotocurável e a superfície Vitrea da fibra, foram analisados os parâmetros que determinam a molhabilidade e também a utilização de aditivos compatibilizantes, tais como agentes de acoplagem silanos e agentes redutores de tensão superficial, em compostos típicos para uso como revestimento protetor de fibra optica. O sistema básico estudado foi composto de oligômeros ep6xi acrilato ou uretano acrilato, monômeros funcionais tipo monoacrilato, diacrilato e triacrilato, fotoiniciador e inibidor de cura térmica. Variando-se a composição, otimizou-se a molhabilidade, condição básica para a obtenção da interface vidro - revestimento. A partir destes compostos básicos fez-se a aditivação com redutores fluorados de tensão superficial e agentes de acoplagem silanos e mediu-se a adesão em placas planas de vidro. Para verificar a reversibilidade da reação interfacial pela presença de umidade, verificou-se a influência do ambiente na força de adesão dos compostos de maior adesão. Fibras opticas recobertas com revestimentos obtidos a partir de compostos com e sem aditivos foram caracterizadas quanto à força de remoção do revestimento da fibra e quanto à resistência mecânica das fibras. Pelo controle da tensão superficial e uso dos agentes de acoplagem, foi possível
aumentar a força da adesão em placas planas de vidro por um fator de até 5 vezes para a mistura do silano no composto e de 9 vezes para o pré-tratamento das placas com silano

Abstract: The permanence of mechanical integrity of silica optical fibers is necessary for the use of optical communication systems with foreseen lifetime of 25 years. The coating adhesion to silica is one of the basic requirements for the long term reliability of silica glass fiber lightguides. To...

Abstract: The permanence of mechanical integrity of silica optical fibers is necessary for the use of optical communication systems with foreseen lifetime of 25 years. The coating adhesion to silica is one of the basic requirements for the long term reliability of silica glass fiber lightguides. To understand the mechanism which controls the adhesion between the uv-curable coatings and the vitreous surface of the fibers, we have analysed relevant parameters to surface wettability, including the effect of compatibilizing agents, such as silanes, and surface active agents, in uv-curable compounds used as optical fiber coatings. Coating systems studied contained epoxy or urethane acrylate oligomers, multifunctional acrylated monomers, photoinitiator and thermal inhibitor. By varying the composition, we have optimized the wetting of the vitreous surface, which constitutes a basic condition for the glass-coating interface formation. We have also measured adhesion of the coatings to flat glass plates, with and without silane coupling and surface active agents. To investigate the interfacial reaction reversibility in the presence of moisture, we have measured the effect of ambient relative humidity on the adhesion force of some high adhesion coatings. Coated optical fibers were characterized in terms of coating stripping force and in terms of fiber mechanical strength. Controlling the surface tension and using silane coupling agents it was possible to increase the adhesion force up to 5 times with silane addition to the uv-corable coating system, and up to 9 times for systems where the glass plates were pre-treated with those agents