Yalıtım Dergisi 126. Sayı (Eylül 2014)

42 eylül 2014 • www.yalitim.net TEKNİK YALITIMIN TARIHSEL GELIŞIMI Kristof Kolomb, 1493 yılında Amerika’ya yaptığı ikinci yol- culuk sırasında Haiti Adası’nda, yerlilerin tuhaf bir maddeden yapılmış bir topla oynadıklarını gördü. Bu öyle bir toptu ki, yere vurdukça zıplıyordu. Diğer yanda ise bu malzemenin kaynağı olan ağaçtan elde ettikleri süt gibi maddenin içine ayaklarını batırıp çıkardıklarını ve kuruduktan sonra çarığa benzer bir çeşit ayakkabı oluşturduklarını gözlemledi. Kauçuğun plastik teknolojisindeki yolculuğu, bu keşifler ile başladı. 1839 yılına gelindiğinde, Charles Goodyear adındaki Amerikalı’nın bir raslantı sonucu bulduğu sistem, lastik sanayiinde devrim yarattı. Goodyear, lateksi ısıtıp kükürt ile işleyerek, daha elastiki ve dayanıklı bir duruma getirdi. Böylece, kauçuğa hava şartlarından etkilenmez bir nitelik kazandırdı. Bu işleme, “Vulkanizasyon” denir. Charles Goodyear, yönteminin Amerika’daki patentini almayı başardı; ancak Fransa ve İngiltere’den yasal formaliteler nedeniyle patent alamadı. Goodyear, Paris’te borçları nedeni- yle hapis yattıktan sonra Amerika’ya döndü. Ancak patentleri ortakları tarafından yağmalandığından yoksulluk içinde öldü. En azından “Goodyear Tyre” ve “Rubber Company” gibi şirketler onun isminin gelecek kuşaklar tarafından da anılmasını sağladı. Bu devrim, özellikle 1930’lu yıllardan sonra daha hızlı bir ivme kazandı ve günümüzde de devam eden teknoloji çalışmalarının da temellerini atmış oldu. KABLODA YALITIM Kablo endüstrisinde kulanılan yalıtım malzemeleri ekstrüzyon metodu ile kullanılır. Ekstrüzyonda kullanılan makine, bir motor ısıtıcı ile kaplanmış bir kovan içindeki vidayı döndürerek, sıcaklık ve basınç altında plastik granül- lerin eriyik hale gelmesini sağlar. Eriyik haldeki plastik, meme ve ağızlık yardımı ile, genelde hortum biçimiyle, istenen malzeme üzerine bir çeşit kaplama yapılır. Soğuması için su kanalı içine girer. Kablo endüstrisinde kullanılan yalıtım malzemeleri termoplastik, termoset, silikon ve kağıt bazlı yalıtım malzemeleridir. TERMOPLASTIK YALITIMLAR Termoplastik bileşikler, ısıtıldıklarında yumuşayabilen, soğutulduklarında tekrar sertleşebilen plastikler grubudur. PVC (Polivinil Klorür): Kabloda en yaygın olarak kullanılan termoplastik yalıtkandır. PVC malzeme ucuz, dayanıklı ve yaygın olarak kullanılabilir; ancak PVC’de bulunan klor (halo- jen) yandığında kalın, zehirli ve siyah duman üretimine neden olur. Bu da duman yoğunluğu ve toksisitenin istenmediği yer- lerde (tüneller, insanların yoğun yaşadığı kapalı mekanlar gibi) ciddi sağlık tehditleri oluşturur. Normal çalışma sıcaklıkları (PVC türüne bağlı olarak) 70 °C ve 105 °C arasında değişir. Kısa devre sıcaklık limiti 160 °C (<300 mm) ve 140 °C (>300 mm) aralıklarındadır. PE (Polietilen): Poliolefin olarak adlandırılan polimer sınıfının bir üyesidir. Polietilenin PVC’den daha düşük diele- ktrik kayıpları vardır ve gerilim stresi altında neme karşı duyarlıdır (Özellikle yüksek gerilimler için). TERMOSET YALITIMLAR Isıtıldıklarında sertleşen ve bu halini sürekli koruyabilen bileşiklerdir. Hem zincir içinde hem de zincirlerarası kovalent bağlara sahiptir. Isıtılınca önce yumuşar fakat yumuşarken aynı anda cross-link (çapraz bağlanma) oluştuğu için sertleşmeye başlar. Kovalent bağlarla bağlı olduğundan, tekrar ısıtılınca yumuşatmak mümkün değildir. Çok ısıtıldığı durumda ise çapraz bağlar kopar ve aşırı derecede sertleşir. Geri dönüşümleri vardır, ancak çok maliyetlidir. Bu nedenle tercih edilmez. XLPE (Çapraz bağlanmış polietilen): Birbirine bağlanmış farklı polietilen zincirleri yüksek sıcaklıklarda erimesini ya da ayrılmasını önlemeye yardımcı polimerlere (çapraz bağlama) sahiptir. Bu nedenle XLPE yüksek sıcaklık uygulamalarında daha avantajlıdır. XLPE’nin PE’ye oranla daha yüksek diele- ktrik kayıpları vardır; ancak diğer yandan daha iyi yaşlanma özelliklerine ve “water treeing” (Ağaçlanma) direncine sahiptir. Normal çalışma sıcaklıkları 90 °C ila 110 °C arasındadır. Kısa devre sıcaklığı 250 °C dir. Kauçuk ağaçları Vulkanizasyon işlemi