Güneşte uzun süre kalmak veya soğuk depoda uzun süre donmak, fiber optik ceketinin çatlamasına neden olur mu?
Evet, standart fiber optik kabloların plastik dış kılıfı (yani koruyucu ceket), uzun süreli güneş ışığına maruz kalma veya derin dondurucularda uzun süreli donma nedeniyle fiziksel ve kimyasal bozulmalara uğrayarak sertleşebilir, kırılgan hale gelebilir ve hatta çatlayabilir. Bu olgu, polimer malzemenin kendi fiziksel ve kimyasal özelliklerinden kaynaklanır.
I. Güneşe Maruz Kalma Altında Foto-Oksidatif Bozunma (UV ve Termal Yaşlanma)
Çoğu standart fiber optik patch kablo veya kablonun dış kılıfı, polivinil klorür (PVC), poliüretan (PU) veya düşük dumanlı halojensiz (LSZH) gibi polimerlerden yapılır.
- Fotokimyasal Reaksiyonlar: Güneş ışığındaki ultraviyole (UV) ışınları yüksek foton enerjisine sahiptir. Bu UV ışınları plastik kılıf üzerine düştüğünde, polimer moleküler zincirlerindeki kimyasal bağları kırarak serbest radikaller üretir ve fotodegradasyon reaksiyonunu tetikler.
- Katkı Maddelerinin Kaybı: Plastikler, esnekliklerini sağlamak için üretim sırasında genellikle yumuşatıcılar içerir. Açık havada güneş radyasyonunun ürettiği sürekli yüksek sıcaklıklar, bu elastikleştirici katkı maddelerinin uçuculuğunu ve bozunmasını hızlandırır.
- Çatlama Mekanizması: Moleküler zincirlerin kopması ve yumuşatıcıların kaybıyla birlikte, dış kılıf malzemesi yavaş yavaş elastikiyetini kaybeder, yüzeyi renk değiştirir, sertleşir ve kırılgan hale gelir. Dış mekanik gerilimler (örneğin rüzgarın neden olduğu kablo salınımı, titreşimler) ve gece-gündüz sıcaklık farklarının neden olduğu termal genleşme ve büzülme altında, dış kılıfın yüzeyinde mikro çatlaklar oluşur ve bu çatlaklar sonunda makroskopik çatlamaya ve dökülmeye yol açar.
II. Derin Dondurucu Düşük Sıcaklıklarında Düşük Sıcaklıkta Kırılganlık (Soğuk Kırılganlık)
Her polimer malzemenin belirli bir fiziksel göstergesi vardır: Cam Geçiş Sıcaklığı (T_g).
- Faz Değişimi: Sıcaklık T_g’nin üzerinde olduğunda, polimer moleküler zincir segmentleri serbestçe hareket edebilir ve malzeme iyi esneklik ve esneklik gösterir (yüksek elastik faz); ortam sıcaklığı T_g’nin altına düştüğünde, malzemenin içindeki moleküler zincir segmentlerinin hareketi “donar”, malzemenin mekanik davranışı inorganik camınkine benzer sert ve kırılgan bir duruma (cam faz) dönüşür.
- Standart Dış Kılıfların Sınırlamaları: Standart PVC dış kılıfların cam geçiş sıcaklığı genellikle -10°C ile -30°C arasındadır. -20°C veya -30°C’nin altındaki derin dondurucu ortamlarında, standart plastik dış kılıflar hızla sertleşir ve kırılgan hale gelir.
- Çatlama Mekanizması: "Cam faz"daki plastik dış kılıfların darbe ve bükülme direnci çok düşüktür. Derin dondurucuda hareket ettirildiğinde, büküldüğünde veya dış bir kuvvetle çarpıldığında, dış kılıf gerilimi elastik deformasyon yoluyla serbest bırakamaz, bu da aşırı düşük gerinimlerde kırılgan bir kırılmaya (