Optik kablo yapısındaki en dıştaki koruyucu katmana kılıf veya dış kılıf denir ve genellikle PE kılıf malzemesi ve PVC kılıf malzemesinden yapılır; özel durumlarda ise halojen içermeyen alev geciktirici kılıf malzemesi ve elektrik izleme dirençli kılıf malzemesi kullanılır.
1. PE kılıf malzemesi
PE, etilenin polimerizasyonuyla oluşan bir polimer bileşiği olan polietilenin kısaltmasıdır. Siyah polietilen kılıf malzemesi, polietilen reçinesinin stabilizatör, karbon siyahı, antioksidan ve plastikleştirici ile belirli bir oranda homojen bir şekilde karıştırılıp granüle edilmesiyle üretilir. Optik kablo kılıfları için polietilen kılıf malzemeleri, yoğunluklarına göre düşük yoğunluklu polietilen (LDPE), lineer düşük yoğunluklu polietilen (LLDPE), orta yoğunluklu polietilen (MDPE) ve yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) olarak sınıflandırılabilir. Farklı yoğunlukları ve moleküler yapıları nedeniyle farklı özelliklere sahiptirler. Yüksek basınçlı polietilen olarak da bilinen düşük yoğunluklu polietilen, etilenin yüksek basınçta (1500 atmosferin üzerinde) 200-300°C'de oksijen katalizörlüğünde kopolimerizasyonuyla oluşturulur. Bu nedenle, düşük yoğunluklu polietilenin moleküler zinciri, farklı uzunluklarda birden fazla dal içerir; zincir dallanması yüksek derecededir, yapısı düzensizdir, kristalliği düşüktür ve iyi esneklik ve uzama özelliğine sahiptir. Yüksek yoğunluklu polietilen, düşük basınçlı polietilen olarak da bilinir ve etilenin düşük basınçta (1-5 atmosfer) ve 60-80°C'de alüminyum ve titanyum katalizörleri ile polimerizasyonuyla oluşturulur. Yüksek yoğunluklu polietilenin dar moleküler ağırlık dağılımı ve moleküllerin düzenli dizilimi nedeniyle, iyi mekanik özelliklere, iyi kimyasal dirence ve geniş bir kullanım sıcaklık aralığına sahiptir. Orta yoğunluklu polietilen kılıf malzemesi, yüksek yoğunluklu polietilen ve düşük yoğunluklu polietilenin uygun oranda karıştırılmasıyla veya etilen monomeri ve propilenin (veya 1-bütenin ikinci monomerinin) polimerizasyonuyla yapılır. Bu nedenle, orta yoğunluklu polietilenin performansı, yüksek yoğunluklu polietilen ve düşük yoğunluklu polietilen arasında yer alır ve hem düşük yoğunluklu polietilenin esnekliğine hem de yüksek yoğunluklu polietilenin mükemmel aşınma direncine ve çekme mukavemetine sahiptir. Doğrusal düşük yoğunluklu polietilen, etilen monomeri ve 2-olefin ile düşük basınçlı gaz fazı veya çözelti yöntemiyle polimerize edilir. Doğrusal düşük yoğunluklu polietilenin dallanma derecesi düşük yoğunluklu ve yüksek yoğunluklu polietilen arasındadır, bu nedenle mükemmel çevresel gerilme çatlama direncine sahiptir. Çevresel gerilme çatlama direnci, PE malzemelerinin kalitesini belirlemek için son derece önemli bir göstergedir. Bu, malzeme test numunesinin yüzey aktif madde ortamında eğilme gerilmesine maruz kaldığında çatlaması olgusunu ifade eder. Malzeme gerilme çatlamasını etkileyen faktörler şunlardır: moleküler ağırlık, moleküler ağırlık dağılımı, kristalinite ve moleküler zincirin mikro yapısı. Moleküler ağırlık ne kadar büyükse, moleküler ağırlık dağılımı o kadar dar olur, polietilenler arasındaki bağlantı sayısı o kadar fazla olur, malzemenin çevresel gerilme çatlama direnci o kadar iyi olur ve malzemenin kullanım ömrü o kadar uzun olur; Aynı zamanda, malzemenin kristalleşmesi de bu göstergeyi etkiler. Kristalleşme ne kadar düşükse, malzemenin çevresel gerilme çatlamasına karşı direnci o kadar iyidir. PE malzemelerinin çekme dayanımı ve kopma uzaması, malzemenin performansını ölçmek için kullanılan bir diğer göstergedir ve malzemenin kullanım ömrünün son noktasını da tahmin edebilir. PE malzemelerindeki karbon içeriği, ultraviyole ışınlarının malzeme üzerindeki aşındırıcı etkisine etkili bir şekilde direnç gösterir ve antioksidanlar, malzemenin antioksidan özelliklerini etkili bir şekilde iyileştirebilir.
2. PVC kılıf malzemesi
PVC alev geciktirici malzeme, alevde yanacak klor atomları içerir. Yanarken ayrışarak büyük miktarda aşındırıcı ve zehirli HCl gazı açığa çıkarır, bu da ikincil zararlara neden olur; ancak alevden uzaklaştığında kendiliğinden söner, bu nedenle alevi yaymama özelliğine sahiptir; aynı zamanda, PVC kılıf malzemesi iyi esneklik ve uzayabilirlik özelliğine sahiptir ve iç mekan optik kablolarında yaygın olarak kullanılır.
3. Halojen içermeyen alev geciktirici kılıf malzemesi
Polivinil klorür yandığında zehirli gazlar ürettiği için, insanlar düşük dumanlı, halojen içermeyen, toksik olmayan, temiz alev geciktirici kılıf malzemesi geliştirdiler; yani, sıradan kılıf malzemelerine inorganik alev geciktiriciler Al(OH)3 ve Mg(OH)2 ekleyerek, bu malzemeler ateşe maruz kaldığında kristal su salarak çok miktarda ısıyı emer ve böylece kılıf malzemesinin sıcaklığının yükselmesini ve yanmayı önler. Halojen içermeyen alev geciktirici kılıf malzemelerine inorganik alev geciktiriciler eklendiğinden, polimerlerin iletkenliği artar. Aynı zamanda, reçineler ve inorganik alev geciktiriciler tamamen farklı iki fazlı malzemelerdir. İşleme sırasında, alev geciktiricilerin yerel olarak düzensiz karışmasını önlemek gerekir. İnorganik alev geciktiriciler uygun miktarlarda eklenmelidir. Oran çok büyük olursa, malzemenin mekanik dayanımı ve kopma uzaması büyük ölçüde azalır. Halojen içermeyen alev geciktiricilerin alev geciktirici özelliklerini değerlendirmek için kullanılan göstergeler oksijen indeksi ve duman konsantrasyonudur. Oksijen indeksi, malzemenin oksijen ve azot karışımı bir gazda dengeli yanmayı sürdürmesi için gereken minimum oksijen konsantrasyonudur. Oksijen indeksi ne kadar yüksekse, malzemenin alev geciktirici özellikleri o kadar iyidir. Duman konsantrasyonu, belirli bir alanda ve optik yol uzunluğunda malzemenin yanmasıyla oluşan dumandan geçen paralel ışık demetinin geçirgenliğinin ölçülmesiyle hesaplanır. Duman konsantrasyonu ne kadar düşükse, duman emisyonu o kadar az ve malzemenin performansı o kadar iyidir.
4. Elektrik izine dayanıklı kılıf malzemesi
Enerji iletişim sistemlerinde, yüksek gerilim havai hatlarıyla aynı kulede döşenen, kendinden destekli optik kabloların (ADSS) sayısı giderek artmaktadır. Yüksek gerilim indüksiyon elektrik alanının kablo kılıfı üzerindeki etkisini aşmak için, karbon siyahı içeriği, karbon siyahı parçacıklarının boyutu ve dağılımı sıkı bir şekilde kontrol edilerek ve özel katkı maddeleri eklenerek üretilen yeni bir elektrik hasarına dayanıklı kılıf malzemesi geliştirilmiştir. Bu sayede kılıf malzemesi mükemmel elektrik hasarına dayanıklılık performansına sahiptir.
Yayın tarihi: 26 Ağustos 2024