涂覆和固化對(duì)光纖強(qiáng)度影響

1.涂覆的影響

光纖涂層的作用是保護(hù)光纖表面不會(huì)受到機(jī)械損傷和潮氣的影響并保持其原有的強(qiáng)度，若涂層太薄或偏心就會(huì)失去機(jī)械保護(hù)的作用。涂層的同心度在拉絲過(guò)程中容易變化，因此在拉絲中需時(shí)刻注意。下表為根據(jù)實(shí)際拉絲統(tǒng)計(jì)出的涂層同心度不同對(duì)光纖強(qiáng)度的影響。

圖1 外涂同心度不同對(duì)光纖強(qiáng)度的影響

根據(jù)上圖所示，當(dāng)涂層的同心度小于8時(shí)，每1000KM光纖的斷點(diǎn)數(shù)在10左右，在篩選中不會(huì)對(duì)光纖強(qiáng)度造成太大影響影響。而當(dāng)光纖同心度達(dá)為10時(shí)，斷點(diǎn)數(shù)為15.5。因此，光纖的同心度小于8，可以有效地減少因涂層偏心而引起光纖強(qiáng)度的降低。

涂覆過(guò)程中，另一個(gè)影響光纖強(qiáng)度的因素是涂層中的氣泡。氣泡的產(chǎn)生主要是因?yàn)槔z中，光纖在模具中位置發(fā)生偏移，使得涂料形成的半月型液面發(fā)生傾斜，角度較小側(cè)受到壓力增加，氣體容易被光纖帶入涂層中;或者涂料溫度變化，涂覆壓力波動(dòng)等因素都會(huì)在涂層產(chǎn)生氣泡。涂層中的氣泡，降低了涂層和涂層之間以及涂層和裸光纖之間的結(jié)合力。并且氣泡的存在增加了涂層在受到拉力情況下，產(chǎn)生裂紋的可能性，最終導(dǎo)致光纖強(qiáng)度降低。

2 .固化系統(tǒng)的影響

根據(jù)實(shí)際光纖生產(chǎn)方法，目前廣泛使用光聚作用的技術(shù)方法。利用UV輻射使得光引發(fā)劑激發(fā)成活性體（自由基或陽(yáng)離子）。該活性體與預(yù)聚物和單體中的C=C雙鍵反應(yīng)，形成增長(zhǎng)鏈。該增長(zhǎng)鏈進(jìn)一步反應(yīng)，形成更長(zhǎng)聚合物鏈。若有多管能度聚合物或單體存在，就會(huì)產(chǎn)生交聯(lián)結(jié)構(gòu)，最后活性體的耦合與歧化使反應(yīng)終止。

隨著技術(shù)的提高，目前生產(chǎn)中拉絲速度已經(jīng)提高的20m/s~30m/s,光纖在固化爐的停留時(shí)間僅為0.1s~0.2s。為保證涂覆后光纖的固化效果，要求固化爐能夠提供足夠的紫外光能，滿足光引發(fā)劑激活成活性體所需要的能量。同時(shí)，在固化爐內(nèi)通入一定比例的惰性氣體，防止氧氣對(duì)聚合物鏈增長(zhǎng)的抑制，提高固化效果。

圖2和圖3對(duì)不同固化度光纖和由于氧氣含量過(guò)高而引起光纖表面發(fā)粘發(fā)光纖的強(qiáng)度進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)。從圖看出，當(dāng)光纖的固化度的高于80%時(shí)，光纖的強(qiáng)度沒(méi)有隨著光纖固化度的升高而升高，而是呈隨機(jī)性的分布。而圖中，固化爐中氧含量過(guò)高造成的表面發(fā)粘的光纖，與正常光纖相比，每1000KM的斷點(diǎn)數(shù)由12.1個(gè)升高到12.8個(gè)，沒(méi)有出現(xiàn)較大的升高。

圖2固化度對(duì)光纖強(qiáng)度的影響

圖3 氧含量過(guò)高引起光纖發(fā)粘對(duì)強(qiáng)度的影響

環(huán)境等其它因素對(duì)強(qiáng)度影響

在預(yù)制棒的運(yùn)輸過(guò)程和拉絲時(shí)預(yù)制棒不夠準(zhǔn)直的情況下，都有可能引起預(yù)制棒表面擦傷。當(dāng)涂覆不良時(shí)，裸光纖表面也容易被涂覆口所擦傷。但一般來(lái)說(shuō)，這些機(jī)械損傷在操作細(xì)心的情況下，是可以有效地避免。

除了上述的機(jī)械損傷外，另一個(gè)影響光纖強(qiáng)度的重要因素是環(huán)境中的灰塵以及石墨拉絲爐中的揮發(fā)物。這些灰塵不僅能粘附在預(yù)制棒和裸光纖表面，甚至?xí)跔t子中形成小的顆粒，撞擊預(yù)制棒的融化區(qū)，產(chǎn)生較大的缺陷。因此在拉絲爐中除了采用高溫時(shí)揮發(fā)小的高純石墨材料外，還必須用高純氬氣強(qiáng)制排氣，保證爐子局部保持一定得清潔度。對(duì)于拉絲環(huán)境，除了保證整個(gè)拉絲車間的潔凈度外，在拉絲塔上安裝空氣過(guò)濾裝置保證局部100級(jí)左右的凈化區(qū)域。

光纖強(qiáng)度影響因素總結(jié)

通過(guò)對(duì)預(yù)制棒，拉絲爐子，涂覆固化和環(huán)境等其它因素對(duì)光纖強(qiáng)度的分析，可以看出，影響光纖強(qiáng)度的主要因素是預(yù)制棒的質(zhì)量。通過(guò)對(duì)光棒表面的處理可以明顯地提高光纖的強(qiáng)度，穩(wěn)定的拉絲爐子溫度，較好的涂覆質(zhì)量以及良好的固化度可以提高光纖的強(qiáng)度。在拉絲的生產(chǎn)中保持拉絲環(huán)境的潔凈，加強(qiáng)生產(chǎn)操作為規(guī)范，選用質(zhì)量可靠的生產(chǎn)輔助材料，防止這些隱性的因素對(duì)光纖強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

光線強(qiáng)度受影響不光是以上幾種因素的制約，更多的內(nèi)容請(qǐng)讀者閱讀：高速拉絲中影響光纖強(qiáng)度的因素 上

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