Главная  Развитие оптической связи 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [ 23 ] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

и кислорода. Для их защиты необходимо применять специальную технику нанесения покрытия на волокно.

Фторидные стекла характеризуются высокой прозрачностью в широком диапазоне длин волн от ближней ультрафиолетовой (0,3 мкм) до средней и дальней ИК-областей; они имеют следующие параметры:

Числовая апертура .............................................. 0,1 -0,2

Температура стеклования, "С ..........................:. 300-450

ТКЛР, "С" .......................................................... (17 -20)10-

Вязкость, Па с, при 490° С .............................. 4

Показатель преломления в видимой части спектра .......................................................................... 1,47 1,53

Ударная вязкость, МПа-м"- ............................ 0,27- 0,38

Сгекла на основе фторида бария, торий-иттрия, цинка, алюминия с добавками фторида индия, заменяющими фторид алюминия, дают хорошую стабильность и прозрачность в ИК-области от 7 до 8 мкм.

Иодидные и бромидные стекла обладают малой стабильностью.

Для изготовления ОВ применяют кристаллические матери-алы на основе TlBrJ, КС1, AgCl и т. д. Теоретически показано, что коэффициент затухания для этих материалов составляет 10--10- дБ/км.

3.3. МАТЕРИАЛЫ БУФЕРНОГО И ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Первичное защитное покрытие (ПЗП) наносится на поверхность ОВ при его непосредственном изготовлении в едином технологическом процессе. Оно предназначено защищать ОВ от механических повреждений, влаги и других внешних факторов.

Существует несколько важных требований к полимеру, используемому для первичного покрытия. Он должен быть стоек при воздействии рабочих температур; реагенты должны быть жидкими при комнатной температуре и иметь достаточно низкую вязкость для наложения на световод в виде пленки толщиной 10-50 мкм концентричным слоем, постоянным по толщине, т. е. их вязкость не должна превышать 5 Па • с. Реагирующие комхюненты материала должны полностью превращаться в твердый полимер (свободный от растворителя или продуктов реакции) с гладкой поверхностью. Время полимеризации должно быть соотнесено со скоростью вытяжки ОВ. Показатель преломления полимера должен быть не менее 1,43. ПЗП должно иметь хорошую адгезию к материалу оптической оболочки световода и быть эластичным.



Первичное защитное покрытие, как и другие виды покрытий, при его наложении на световод не должно вызывать остаточных напряжений по всей его длине или в локальных точках. Полимерное покрытие должно легко сниматься с поверхности волокна. При выборе материала необходимо учитывать ТКЛР, который должен приближаться к ТКЛР материала световода.

Большей частью в качестве материала ПЗП используются лаки. По способу полимеризации они делятся на материалы теплового и ультрафиолетового (УФ) отверждения.

К первым из них можно отнести силиконовые компаунды [12], представляюндае собой модифицированную двухкомпо-нентную силиконовую смолу, отверждаемую при нагреве. Отверждаясь, она превращается в мягкую, прозрачную, ка учукоподобную композицию. Предварительно материал фильтpyюf через сито с размером ячейки не более 0,8 мкм для удаления любых инородных примесей, которые могут воздействовать на поверхность ОВ. Затем материал подвергают катализу и хранят при низкой температуре. Достоинством данного материала является то, что из него получают покрытие с низким модулем Юнга. Следовательно, ОВ защищено от механичес1Й1х повреждений твердыми поверхностями, а также предохранено от влияния микроизгибов.

Материалы ПЗП теплового отверждения имеют следующие технические данные:

Плотность, г/см ........................................................... 1,09-1,10

Твердость (по Шору А) .............................................. 25-40

Относительное удлинение, % ..................................... 100

Разрушающее напряжение при разрыве, Н/м ....... 18,2-10

Показатель преломления .............................................. 1,43-1,52

Вязкость кинематическая, см/с .................................. 1800-4000

Время полимеризации при температуре 150° С, мин До 30

ТКЛР, "С-1 .................................................................... 3 10-*

Указанные значения могут изменяться в зависимости от конкретного типа материала.

Основным недостатком данного полимера является водопроницаемость. Через пленку толщиной приблизительно 50 мкм вода диффундирует до 300 г/м в сутки.

Материалы ПЗП УФ-отверждения [13, 14] включают в себя кремнийорганические компаунды, эпоксиакрилаты, уретанак-рилаты. Они обладают весьма существенным преимуществом по сравнению с материалами теплового отверждения, заключающимся в высокой скорости проведения полимеризации. УФ-отверждаемые материалы имеют лучшую однородность покрытия, так как отверждение происходит практически мгновенно при низкой температуре.

Материал ПЗП УФ-отверждения состоит из пяти основных компонентов: фотоинициатора (0,5-5%), олигомера (около



14%), многофункционального мономера (20-60%), растворителя (5-15%) и присадок (0,1 -2,0%).

Фотоинициаторы изготовляют на основе ароматических кетонов (эфиры бензоинов). Энергия УФ-излучения, необходимая для проведения полимеризации, должна составлять не менее 3,5 Дж/см, мощность светового потока 80-120 Вт/см. Длина волны излучения 0,25 и 0,34 мкм. При = 0,25 мкм полимеризация полимера происходит на поверхности ПЗП, при =0,34 мкм-внутри ПЗП.

Химически активный олигомер с молекулярной массой 1000-20 ООО имеет высокую вязкость. Для ПЗП кроме уре-танакрилатов и эпоксиакрилатов можно использовать олиго-эфиракрилаты. Многофункциональные мономеры содержат в своей основе акрилаты. Они предназначены для увеличения скорости полимеризации, контроля степени сшивки, увеличения стойкости к растворителям, регулирования твердости и жесткости покрытия. Наиболее часто применяемые мономеры- эфиры диакрилата и диметилакрилата, трифункциональные мономеры.

Растворители в своей основе содержат акрилатные и винильные группы, которые применяются для уменьшения вязкости компаунда, увеличения гибкости покрытия, уменьшения усадки при полимеризации. Наиболее часто используют следующие растворители: 6yTHflaKpHjiaT, этилгексилакрилат, феноксиэтилак-рилат, гидроксиэтилакрилат, и-винил-2-кетопирролидин, вини-лацетат.

Присадки представляют собой силиконы, гидрокарбонаты, фенотиазин (стабилизатор), силиконовое масло и служат для улучшения адгезии, контроля поверхностного натяжения, уменьшения вероятности образования воздушных пузырей, улучшения смачиваемости, уменьшения коэффициента трения и пр.

При изготовлении ОВ с многослойным защитным полимерным покрытием в некоторых случаях между основными слоями наносят дополнительный промежуточный, получивший название буферного. Материал буферного слоя должен иметь высокое значение модуля Юнга и играть роль демпфера уменьшающего воздействие защитных оболочек на ОВ. Буферный слой выполняется из мягкого полимерного материала, например из кремнийорганических или уретанакрилатных композиций. Обобщенные требования к характеристикам материала буферного покрытия приведены в [2, 12, 15-17].

Материал этого покрытия должен обеспечить защиту ПЗП и буферного слоя от механических повреждений в процессе изготовления и прокладки кабеля. Обычно для этого используют эпоксиакрилаты, уретанакрилаты, фторполимеры, полипропилен, нейлон-12, капрон, полиэтилены, кремнийорганические резины и пр. [18].



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [ 23 ] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

0.0008