技术报告梯度型塑料光纤棒制备工艺的研究储九荣温序铭徐传骧王寿泰21西安交通大学电气工程学院，陕西西安7100料2.上海交通大学化学工程学院。上海300030810作为高折射率掺杂单体。研宄发现，在聚合反应前期，混合物在真空7，1的环境下聚合，而后期反应在高压气氛中进行，可以制备出没有任何真空泡和气泡的梯度型塑料光纤棒。
近年来，厂梯度型1塑料光纤在光纤迎讯和以分户材料为基础的光集成电路方面到小型复印机中；梯度型塑料光纤，厂的带宽己经达到数百兆赫的数量级，这对于快速数据传输短距离光纤通讯和局域网以是相当重要的。梯度型01塑料光纤棒中折射率呈抛物线分布，折射率在塑料棒的中心轴线处最高，并沿半径方向按半径平方递减。某半径位置玻璃和聚物我们所熟知的应用在光学领域的两种材料前者具仃良好的透光性和低光损耗，然而易碎和高加工成本是它的缺点；后者虽然光损耗较高，但是却有优良的机械特性收稿日期2000基金项目上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室基金资助项目良好的柔韧性质轻易加工和低成本等众多优点，制备梯度型塑料光纤棒有很多方法。由于界面凝胶聚合法比其他方法有着整体成型和简便的优点。所以我们化本文中采界而凝胶聚合法371.，3畔等人31矜发现，通过增加引发剂含缺从5，到1以以及链转移剂从，到101日寸，能够减少缺陷，这是因为通过减少聚合物分子量而减少了聚合物的收缩，但是增加引发剂和链转移剂将导致，塑料光纤棒中的杂质和光损耗，加。
压1等人21研宄发现，界面凝胶聚合法形成的真空泡和气泡是聚合反应中的凝胶效应的纳果。，为了避免这种凝胶效应的缺点，他们采用！1抓切法来制谷01塑料光纤榨。容胀凝胶聚介技术。，这种技术中是将单体溶液灌入，管中。较低温度服的凝胶不断地从，1.管内壁向竹中心扩散。形成凝胶体1再缓慢反应聚介。从而形成；1观料光纤试样。在完全聚合后01塑料光纤棒中没有任何真空泡和气泡。
在本文中，我们主要研宄了反应条件对01塑料光纤棒中真空泡或气泡形成的影响。例如，温度和气瓜我们，叼。1和仙作为两种单体。而30和4，1分别作为引发剂和链转移剂。
201塑料光纤棒的制备所用的材料主要有甲基丙烯酸甲酯啪肘99，旭东化工厂，溴苯8899.5，青浦合成试剂厂，过化苯甲酰训98，湖北大学化学厂，十硫醇0肘。扉浦合成试剂厂。以上药品需要进步提纯。，管长度10.0；内外径分别为5.0和8.0安曙光有机玻璃厂，01阳料光纤棒用界面凝胶梁法制各1管的端用橡皮塞塞住，单体混合物包括51道肘人1880.5，180和0.0混合物在定温度下聚合24小时，然后在真空0，条件下进行3小时的后固化。
首先，混合物单体使，入管内壁溶胀，在管内壁形成凝胶相。13.这时由于凝胶效应使得凝胶相中的聚合反应速度远远于液相中的反应速度。所以聚合反应从符内壁凝胶相开始发生。
随着凝胶相增厚，在管中心区域第单体88浓度逐渐增加。由于开始时的的浓度大十8只浓度，以及88单体分1扩散系数小十，所以开始时，比训分史奔易扩散入凝胶相。随若反应进行，在中心1域反应混含物中81浓度增加，凝胶相变以。所不。
如句，1梁1反应到达刚似中心轴处，1岬巧斗光纤就形成了。
4结论3讨论3.1反应温度的影响首先分别把试样放置于55，6007，8，和常压的烘箱中反应24制备系列的，1塑料光纤棒。我们发现，随着反应温度的增加，聚合速度加快画人管中很快出现凝胶相。随着反应，间的延长。551试样的，管变形破裂。这是山于反应速度较慢，单体长期溶胀软化以管。降低了，兄1管的强度；其余试样未变形，但出现较多的气泡，0随着反应温度的增加，气泡增多。
我们认为，这里有两个产生真空泡和或气泡的原因第，在加热过程中，溶于反应混合物中的空气以及由引发剂分解产生的气体不断溢出，但当聚合反应进行到定程度，由于平均分子量和反应物粘度枘大。使得气休不能从反应物中顺利溢出。从而在；1料光纤棒形成气泡；第当聚合物分子量增大到定程度，体系粘度变大，反应物迅述聚介，体积收缩，而体系液面难以下降叫填，导致真空泡的形成。
实验结果叫，适1降低反应温度，使聚介反应缓慢均匀地进行，初始时侦气休尽外溢，后期时使凝胶相能够充分收缩，回填因单体聚合体积收缩产生的空隙，这样制备的，1塑料光纤棒具有较少的气泡。温度保持607，1为宜。
3.2反应气压的影响根据3.1节的理论分析，我们认为迎过改变反应气压也能减少，1料光纤棒的泡。先使试样处于定的真空状态下定时间，然后对试样进行加压，并保持到聚合完全。在反应前期，当反应混合物在70，真空下聚合时，定真空度促使混合物中气体完全溢出；在反应后期，混介物在高气哏下聚合，并被压缩，侦体系更容易克服山于岛粘度产生的阻力，促使体系回填因单休聚合体积收缩产生的空隙，从而使休系难以形成真空泡。运用这种工艺，我们制备出性能较好的梯度棒该梯度棒在光照下肉眼观察没有任何真空泡气泡且无变形。
利激光透射该梯度棒。我们观察到光线在棒中正弦波前进路线，可以肓定在所制备率梯度分布公式，其祈射率分布2所小。
外溢，减少气泡，但反应温度过低会导致塑料光纤棒的变形。在反应前期，将反应混合物置于真空下促使其中的气体完全溢出；在反应后期，保持反应温度不变，对试样加压，反应混合物被压缩而难以形成真空泡。采用这种新技术，有利于制成无气泡无变形的；1塑料光纤棒。
致谢感谢中科院西安光机所姚胜利高工的实验测量工作！
储九荣，徐传骧。高聚物光纤的研究进展。功能高分子学报，1994566572.
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