光纤涂料决定光纤机械性能

 8/10/2009,一般来说，光纤涂料对环境起着阻挡作用，从而保持了光纤原始强度。根据光纤涂料聚合历程的不同可分为热固化和紫外固化两大类。
    紫外光固化由于好的热稳定性和耐化学性，所以优先用作较高温度光纤涂料。
    光纤涂料的特性
    紫外光固化涂料主要成分是活性齐聚物，它对涂层的物理机械性能，如硬度、柔韧性等均有明显的影响一般光纤采用两层不同涂料：第一层(内层)包括聚醚丙烯尿烷、单功能丙烯酸盐单体和光敏荆，它是一种软的、低模量缓冲涂层，其功能是使微弯损耗减至最小；第二层(外层)包括聚醚丙烯酸尿烷、单功能单体、多功能丙烯酸盐单体和光敏剂，这是一种坚韧的、较高模量的涂层，它对光纤起着机械和环境保护作用。
    1.固化过程及固化涂料特性
    固化过程，紫外光照射把流动的液体涂料化合物转变成坚韧的固体，完全固化仅在零点几秒内发生，因此把0.2s规定为100固化点。
    2.紫外照射对固化涂料的作用
    紫外光照射固化涂料后，固化树脂产生紫外降低反应，这是其C～O键连接聚乙醚和等氰酸盐容易切断紫外光，聚乙醚自动氧化作用导致析氢.尿烷基团中c～H、c～c、c～O和c～N键裂变反应引起交叉链密度减小，从而引起Tlg变化和最后树脂分解。判断涂料耐紫外照射性质有三个指标；(1)重量减小；(2)玻璃转变温度变化；(3)H值增加。

    性能影响
    光纤平均理论强度可达到2×10psi。而实际光纤平均强度仅在700kpsi范匿内。这种强度下降主要是由于表面裂纹和内部缺陷引起的。按照Griffith脆性断裂理论，这种强度与裂纹尺寸的平方根成反比。于是，为使光纤达到较高强度，应将裂纹尺寸减到最小，主要是采取拉丝时在线涂料涂覆的方法。
    拉丝时炉子环境清洁度、拉丝张力、涂层粘着力、夹杂物、同心度和均匀度等对获得高强度光纤皆是重要因素。这里仅研究涂料对光纤强度的影响。
    1.涂料同化度对光纤强度的影响
    涂层固化过程中聚合物链的三维网络通过交叉链反应得到。交叉链材料的关键性质包括交联程度或交联密度(即每单位体积交叉键数)、模量(耐变形和流动能力)和玻璃转变温度。最终光纤强度主要取决于交联程度(即固化度)。
    2.不同涂料对光纤强度的影响
    同一顶制棒用不同涂料涂覆拉出的光纤(涂覆外径为1355m)破坏几率是不同的，聚丙烯酸盐和硬氟聚合物涂覆的光纤有较好的机械强度。
    以上光纤涂料特性及其对光纤强度的影响分析表明，拉制光纤要选择既能满足拉制工艺条件又能与光纤玻璃相匹配的涂料，根据高强光纤的技术要求，选用合适的涂料，按工艺规程已拉制出20A应变，幸存长度大于1Okra的高强度光纤。
(来源：赛迪网 作 者：鲁俊鹏 )