IT9020833A1 - Cavi a fibre ottiche e relativi componenti contenenti una composizione barriera omogenea capace di proteggere le fibre ottiche dall'idrogeno e relativa composizione barriera omogenea. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
dell'invenzione indutriale daL titolo:
"Cavi a fibre ottiche e relativi componenti contenenti una composizione barriera omogenea capace di proteggere le fibre ottiche dall'idrogeno e relativa composizione barriera omogenea."
La presente invenzione riguarda cavi a fibre ottiche e relativi componenti contenenti una composizione barriera omogenea capace di proteggere le fibre ottiche dall'idrogeno; essa riguarda inoltre un metodo per preparare detta composizione, nonché detta composizione barriera omogenea in sé.
E' noto che l'idrogeno esercita effetti dannosi sulle fibre ottiche dei cavi ottici e ne pregiudica l'efficenza. Sono quindi state proposte alcune composizioni capaci di catturare l'idrogeno prima che questo entri in contatto con le fibre ottiche dei cavi ottici.
Il brevetto US-B-4.688.889 insegna a catturare l'idrogeno mediante un riempitivo fissatore d'idrogeno per cavi e loro componenti incorporanti tale riempitivo che comprende:
(a) almeno un composto organico insaturo del silicio che ha piu' di 0,2 mmoli di gruppi insaturi per 100 g di detto composto e che ha la seguente formula generale:
<I)
in cui R ed R' sono sceLti tra radicali alitatici, saturi o insaturi, e aromatici,
R" ed R'" sono radicali alitatici insaturi, e n è un numero intero; e
(b) almeno un catalizzatore scelto tra il gruppo costituito dai metalli di transizione, i sali inorganici ed organometallici dei metalli di transizione e gli acidi organometallici di detti metalli di transizione.
Come risuLta anche dagli esempi, i catalizzatori secondo il suddetto brevetto sono tipicamente in forma di poLveri libere o supportate su adatti materiali solidi inerti.
La domanda UK-A-2.172.410 insegna invece a catturare l'idrogeno intrappolandolo in una polvere Libera o, preferibilmente, supportata da una pellicola flessibile di carta o di materiale polimerico. Quale esempio di polvere adatta per catturare l'idrogeno, il suddetto brevetto cita il palladio su carbone.
D'altro lato è anche noto che le micropiegature riducono sensibilmente l'efficenza delle fibre ottiche (G. Grasso et al. "Microbending effects in single mode optical cables" - International Wire & Cable Symposium Proceedings 1988).
E' stato ora trovato che le particelle delle polveri di cui sono costituiti i materiali del brevetto US-B-4.688.889 e della domanda UK-A-2.172.410 inducono micropiegature quando vengono portati a contatto con le fibre ottiche. Detti materiali risultano quindi meno efficaci di quanto sarebbero se potessero essere messi a diretto contatto con le fibre ottiche; inoltre, anche la costruzione dei cavi ottici risulta più complessa di quanto sarebbe se si disponesse di una composizione applicabile a contatto diretto con la fibra ottica per esercitare una efficace funzione di barriera nei confronti dell'idrogeno senza però causare gli inconvenienti (micropiegature) delle composizioni note.
D'altra parte, non risulta che siano mai state descritte delle composizioni costituite da una fase omogenea comprendente un composto organico insaturo del silicio di formula I e da un catalizzatore di idrogenazione, aventi una elevata capacità di assorbire l'idrogeno.
La presente invenzione si propone, quindi, di rendere disponibile una composizione avente tutte le suddette caratteristiche per utilizzarla nella produzione di cavi ottici e diloro componenti.
Questo obiettivo è stato sorprendentemente raggiunto sciogliendo un catalizzatore scelto dal gruppo comprendente i complessi inorganici ed organici dei metalli di transizione e i sali organici dei metalli di transizione in un solvente organico volatile, nel miscelare la soluzione cosi ottenuta con un composto organico insaturo del silicio e nell'allontanare detto solvente dalla miscela cosi preparata.
Nel corso della presente descrizione e delle rivendicazioni, l'espressione "solvente organico volatile" è usata per designare un liquido organico che presenta le seguenti caratteristiche:
- ha una tensione di vapore superiore a 200 Pa a 20°C;
- 1 parte in volume scioglie almeno 0,001 parti in peso di un catalizzatore della presente invenzione; ed
- è miscibile con i composti organici insaturi del silicio di formula I.
Le composizioni barriera secondo la presente invenzione differiscono sostanzialmente da quelle descritte dal brevetto US-B-4.688.889 per il fatto che il loro esame al microscopio e la diffrazione ai raggi X mostrano che, a differenza delle prime, non contengono particelle metalliche o cristailine.
Oggetto della presente invenzione sono cavi a fibre ottiche e componenti di cavi a fibre ottiche contenenti la particolare composizione barriera omogenea, anch'essa formante in sè oggetto del trovato ed in seguito definita.
Altro oggetto della presente invenzione è quindi costituito da una composizione barriera capace di assorbire chimicamente l'idrogeno e di proteggere così da detto gas le fibre ottiche di cavi ottici, comprendente:
Ca) almeno un composto organico insaturo del silicio che ha piu' di 0,2 mmoli di gruppi insaturi per 100 g di detto composto e che ha la seguente formula generale:
(I)
in cui R ed R', uguali o diversi fra di loro, sono un alchile, un alchenile o un arile,
R" ed R'", uguali o diversi fra di loro, sono un alchenile, ed
n è un numero intero; ed
(b) almeno un catalizzatore scelto dal gruppo comprendente i complessi inorganici ed organici dei metalli di transizione e dai sali organici dei metalli di transizione,
caratterizzata dal fatto di essere costituita da una fase omogenea che, al microscopio e all'esame diffratometrico ai raggi X, non contiene particelle metalliche o cristalline.
I composti organici insaturi del silicio preferiti sono quelli che hanno da 2 a 100 mmoli di gruppi insaturi per 100 g di composto; ancor più preferibilmente essi hanno da 5 a 80 mmoli di gruppi insaturi su 100 g.
Tipicamente, n è un numero intero compreso fra 10 e 2000.
Significati preferiti di R ed R' sono: alchile a 1-4 C, alcheniLe a 2-10 C e fenile.
A loro volta, R" ed R'", uguali o diversi fra di loro, sono, preferibilmente, un alchenile a 2-10 C.
Tipici esempi di catalizzatori sono l'acetato di palladio, l1acetilacetonato di palladio, platino o di rodio, l'allilpalladiocloruro dimero (PdCKC H )) , il tetrakisltrifeniIfosfina) palladio, il bis(clorodicarbonil)rodio ed il bisldibenzilindeneacetone)-pailadio.
La quantità di catalizzatore, espressa in parti di metallo di transizione nella composizione barriera omogenea della presente invenzione è preterifailmente compresa fra 5 e 2000 ppm e,.' ancor più preferibilmente, fra 100 e 200 ppm.
La composizione barriera secondo la presente invenzione può anche contenere addensanti per modificarne la viscosità. Un esempio di adatti addensanti è costituito dalle silici aventi una dimensione media delle particelle compresa fra 10 e 20 nm.
Un ulteriore oggetto della presente invenzione è costituito da un metodo per preparare una composizione barriera omogenea capace di assorbire chimicamente l'idrogeno e di proteggere così da detto gas le fibre ottiche di cavi ottici, caratterizzata dal fatto che:
- si scioglie almeno un catalizzatore scelto dal gruppo comprendente i complessi inorganici ed organici dei metalli di transizione ed i sali organici dei metalli di transizione in un solvente organico volatile,
- si miscela la soluzione cosi ottenuta con un composto organico insaturo del silicio che ha piu' di 0,2 mmoli di gruppi insaturi per 100 g di detto composto e che ha la seguente formula generale:
(I)
in cui R ed R', uguali o diversi fra di loro, sono un alchile, un alchenile o un arile,
R" ed R'", uguali o diversi fra di loro, sono un alchenile, ed
n è un numero intero; e
- si allontana detto solvente dalla miscela cosi preparata.
L'allontanamento del solvente viene preferibilmente effettuato per evaporazione. La pressione può variare tra la pressione atmosferica e 1,33.10 bar mentre la temperatura varia, preferibilmente, tra 15 e 80°C.
Esempi tipici di solventi secondo la presente invenzione sono i chetoni alifatici a basso peso molecolare quali, ad esempio, l'acetone ed il metiletilchetone; gli idrocarburi alifatici alogenati a basso peso molecolare quali, ad esempio, il cloroformio, il cloruro di metilene ed il tetracloruro di carbonio; gli idrocarburi aromatici quali, ad esempio, il benzene, il toluene e lo xilene.
Il tecnico del ramo è in grado di calcolare con buona approsimazione la quantità d'idrogeno che può penetrare in un cavo a fibbre ottiche provenendo dall'esterno o che può svolgersi all'interno del cavo (per emissione da parte dei materiali che costituiscono il cavo e che lo hanno assorbito durante i processi di produzione o per decomposizione di alcuni di detti materiali) in funzione della struttura del cavo, dei materiali che lo compongono.e delle condizioni d'esercizio. Egli è quindi in condizione di calcolare la quantità minima di composizione barriera da applicare di caso in caso.
Esempi di cavi ottici e di loro componenti nella cui produzione si può fare utilmente ricorso alla composizione barriera secondo la presente invenzione per proteggere le fibre ottiche dall'idrogeno sono quelli descritti nei già citati documenti US-B-4. 688.889 e UK-A-2.172.410, nonché nei seguenti: EP-A-280.279, FR-A-2.200.535, UK-A-1.598.540, UK-A-2.021.282, UK-A-2.099.173, UK-A-2.164.471, UK-A-2.170.921, UK-A-2.174.822, US-B-4. 143.942, US-B-4.153.332, US-B-4.199.224, US-B-4.491.386, US-B-4.491 .387, US-B-4.676.590 e US-B-4.690.498.
Valgano i seguenti esempi ad illustrare la presente invenzione senza, tuttavia, limitarla.
ESEMPIO 1
olio di polidimetiIsilossano viniIterminato
avente un contenuto di gruppi vinilici pari
6 g di una soluzione allo 0,5% di acetato di palladio in acetone sono stati aggiunti, sotto agitazione, all’olio di polidimetilsilossano vinilterminato ed il solvente è stato poi allontanato sotto vuoto a temperatura ambiente in 4 ore, sempre sotto agitazione. Il prodotto cosi ottenuto è stato poi addensato aggiungendo la polvere di silice colloidale che è stata dispersa con un dispersore a farfalla. Infine, la miscela è stata omogeneizzata per passaggio in raffinatrice a tre cilindri.
ESEMPIO 2
16 g di una soluzione allo 0,5% di acetilacetonato di palladio in acetone sono stati aggiunti, sotto agitazione, alla miscela di oli di polidimetilsilossano ed il solvente è stato poi allontanato sotto vuoto a temperatura ambiente in 8 ore, sempre sotto agitazione. Il prodotto cosi ottenuto è stato poi addensato aggiungendo la polvere di silice colloidale che è stata dispersa con un dispersore a farfalla. Infine, la miscela è stata omogeneizzata per passaggio in raffinatrice a tre cilinI saggi sulla capacità di assorbire idrogeno da parte della composizione barriera secondo la presente invenzione sono stati effettuati con un metodo che si basa sulla misurazione della diminuzione della pressione riscontrata in un contenitore, a chiusura ermetica, contenente il materiale in esame in atmosfera di idrogeno. Il dispositivo utilizzato è un dispositivo automatico per la misurazione della pressione nel campo fra 1000 mbar ed 1 mbar. Il dispositivo è realizzato per assemblaggio ad una camera a volume fisso provvista di due valvole (delle quali una a spillo per regolare la adduzione di idrogeno e l'altra di tipo usuale per il collegamento ad una pompa a vuoto) di un trasduttore di pressione commerciale tipo E 8510 collegato ad un lettore digitale commerciale tipo EMV251, entrambi della ditta Edwards Alto Vuoto S.p.A. Entro il dispositivo è inserito un contenitore di vetro. L'unità di controllo con lettura digitale della pressione risoluzione di 1 mbar; l'indicazione della pressione è indipendente dalla composizione del gas e della pressione atmosferica.
I saggi sono stati effettuati alla temperatura costante di 23°C.
Dopo aver pesato il contenitore di vetro con precisione di 0,01 g (peso A), sul fondo e sulle pareti del contenitore sono stati spalmati, in modo uniforme, circa 10 g della composizione barriera omogenea in esame. Dopo l'aggiunta della composizione, il contenitore di vetro è stato pesato una seconda volta (peso B).
Il contenitore di vetro contenente la composizione barriera è stato inserito nel dispositivo ed è stato applicato il vuoto per circa 1-2 ore. Dopo aver lasciato il sistema in vuoto statico per almeno 12 ore, il contenitore è stato collegato ad una bombola di idrogeno fino a quando l'indicatore di pressione digitale ha indicato la pressione desiderata (generalmente 500 o 1000 mbar circa).
Il rubinetto della bombola di idrogeno è stato chiuso ed è stata presa nota dell'ora e della pressione di idrogeno.
Dopo 24 ore è stata letta la pressione residua di idrogeno. La capacità di assorbimento di idrogeno espressa in normal cm3/g è stata calcolata con la seguente formula:
dove P = pressione iniziale di idrogeno
Pr = pressione finale di idrogeno dopo 24 ore di prova, C = temperatura, in °C, durante la prova,
V = volume libero dell'apparecchiatura dopo aver spalmato circa 10 g di materiale,
B = peso del contenitore di vetro con il materiale, A = peso del contenitore di vetro vuoto.
Per ogni campione di composizione barriera il suddetto saggio è stato effettuato due volte ed è stata fatta la media dei due valori ottenuti.
Nel caso della composizione barriera degli esempi, le condizioni operative dei saggi ed i loro risultati sono stati: - composizione dell'Esempio 1
Claims (19)
- RIVENDICAZIONI 1. Cavo a fibre ottiche comprendente almeno una fibra ottica alloggiata in una adatta sede, detta fibra ottica essendo protetta dall'azione dannosa dell'idrogeno da una composizione barriera che è capace di assorbire chimicamente l'idrogeno e comprende: (a) almeno un composto organico insaturo del silicio che ha piu1 di 0,2 mmoli di gruppi insaturi per 100 g di detto composto e che ha la seguente formula generale: (I) in cui R ed R', uguali o diversi fra di loro, sono un alchile, un alchenile o un arile, R" ed R'", uguali o diversi fra di loro, sono un alchenile, ed n è un numero intero; ed (b) almeno un catalizzatore scelto dal gruppo comprendente i complessi inorganici ed organici dei metalli di transizione e dai sali organici dei metalli di transizione; caratterizzato dal fatto che detta composizione è costituita da una fase omogenea che, all'esame al microscopio ed all'analisi diffratometrica ai raggi X, non contiene particelle metalliche o cristalline.
- 2. Componente per cavi a fibbre ottiche costituito da una adatta sede in cui è alloggiata lascamente almeno una fibra ottica, detta fibra ottica essendo protetta dall'azione dannosa dell'idrogeno da una composizione barriera che è capace di assorbire chimicamente l'idrogeno e comprende: (a) almeno un composto organico insaturo del silicio che ha piu' di 0,2 mmoli di gruppi insaturi per 100 g di detto composto e che ha la seguente formula generale: (I) in cui R ed R', uguali o diversi fra di loro, sono un alchile, un alchenile o un arile, R" ed R<1>", uguali o diversi fra di loro, sono un alchenile, ed n è un numero intero; ed (b) almeno un catalizzatore scelto dal gruppo comprendente i complessi inorganici ed organici dei metalli di transizione e dai sali organici dei metalli di transizione; caratterizzato dal fatto che detta composizione è costituita da una fase omogenea che, all'esame al microscopio ed all'analisi diffratometrica ai raggi X, non contiene particelle metalliche o cristalline.
- 3. Composizione barriera capace di assorbire chimicamente l'idrogeno e di proteggere cosi da detto gas le fibre ottiche di cavi ottici, comprendente: (a) almeno un composto organico insaturo del silicio che ha piu' di 0,2 mmoli di gruppi insaturi per 100 g di detto composto e che ha la seguente formula generale: (I) in cui R ed R', uguali o diversi fra di loro, sono un alchile, un alchenile o un arile, R" ed R"', uguali o diversi fra di loro, sono un alchenile, ed n è un numero intero; ed Cb) almeno un catalizzatore scelto dal gruppo comprendente i complessi inorganici ed organici dei metalli di transizione e dai sali organici dei metalli di transizióne, caratterizzata dal fatto di essere costituita da una fase omogenea che, all'esame al microscopio ed all'analisi diffratometrica ai raggi X, non contiene particelle metalliche o cristalline.
- Metodo per preparare una composizione barriera omogenea secondo la precedente rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che: - si scioglie almeno un catalizzatore scelto dal gruppo comprendente i complessi inorganici ed organici dei metalli di transizione ed i sali organici dei metalli di transizione in un solvente organico volatile, - si miscela la soluzione cosi ottenuta con un composto or— ganico insaturo del silicio che ha piu’ di 0,2 mmoli di gruppi insaturi per 100 g di detto composto e che ha la seguente formula generale: CI) in cui R ed R<1>, uguali o diversi fra di loro, sono un alchile, un alchenile o un arile, R" ed R‘" , uguali o diversi fra di loro, sono un alchenile, ed n è un numero intero; - si allontana detto solvente dalla miscela così preparata, e, se lo si desidera, - si aggiunge un adatto addensante.
- 5. Metodo secondo la precedendente rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il composto organico insaturo del silicio ha da 2 a 100 mmoli di gruppi insaturi per 100 g di composto.
- 6. Metodo secondo la precedendente rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il composto organico insaturo del silicio ha da 5 a 80 mmoli di gruppi insaturi per 100 g di composto.
- 7. Metodo secondo una una o più delle precedendenti rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che n è un numero intero compreso fra 10 e 2000.
- 8. Metodo secondo una una o più delle precedendenti rivendicazioni da 4 a 7, caratterizzato dal fatto che R ed R', uguali o diversi fra di loro, sono un alchile a 1-4 C, un alchenile a 2-10 C o un fenile.
- 9. Metodo secondo una una o più delLe precedendenti rivendicazioni da 4 a 8, caratterizzato dal fatto che R" ed R' ", uguali o diversi fra di loro, sono un alchenile a 2-10 C.
- 10. Metodo secondo una una o più delle precedendenti rivendicazioni da 4 a 9, caratterizzato dal fatto che il catalizzatore è scelto dal gruppo comprendente l'acetato di palladio, l'acetilacetonato di palladio, platino o di rodio,, l'alliIpalladiocloruroimero (PdCl(C3H5))2, il tetrakisltrifeniLfosfina)-pal ladio, il bis(clorodicarbonil)rodio ed il bis(dibenzilindeneacetone)-pa lladio.
- 11. Metodo secondo una una o più delle precedendenti rivendicazioni da 4 a 10, caratterizzato dal fatto che in detta composizione la quantità di catalizzatore, espressa in parti di metallo di transizione, è compresa fra 5 e 2000 ppm.
- 12. Metodo secondo la precedendente rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che la quantità di catalizzatore è compresa fra 100 e 200 ppm.
- 13. Metodo secondo una una o più delle precedenti rivendicazioni da 4 a 12, caratterizzato dal fatto che il solvente è scelto dal gruppo comprendente i chetoni alitatici a basso peso molecolare, gli idrocarburi alitatici alogenati a basso peso molecolare e gli idrocarburi aromatici.
- 14. Metodo secondo la precedente rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che il solvente è scelto dal gruppo comprendente l'acetone, il metiletilchetone, il cloroformio, il cloruro di metilene, il tetracloruro di carbonio, il benzene, il toluene e lo xilene.
- 15. Metodo secondo una una o più delle precedenti rivendicazioni da 4 a 14, caratterizzato dal fatto che il solvente viene allontanato per evaporazione ad una temperatura compresa fra 15 e 80°C.
- 16. Metodo secondo una una o più delle precedenti rivendicazioni da 4 a 15, caratterizzato dal fatto che il solvente viene allontanato per evaporazione ad una pressione compresa tra la pressione atmosferica e 1,33.10 bar.
- 17. Metodo secondo una una o più delle precedenti rivendicazioni da 4 a 16, caratterizzato dal fatto che l'addensante è una silice colloidale le cui particelle hanno una dimensione media compresa fra 10 e 20 nm.
- 18. Cavo a fibre ottiche comprendente almeno una fibra ottica alloggiata in una adatta sede, detta fibra ottica essendo protetta dall'azione dannosa dell'idrogeno da una composizione barriera omogenea preparata secondo il metodo di una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 17.
- 19. Componente per cavi a fibbre ottiche costituito da una adatta sede in cui è alloggiata lascamente almeno una fibra ottica, detta fibra ottica essendo protetta dall'azione dannosa dell'idrogeno da una composizione barriera omogenea preparata secondo il metodo di una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 17.
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