Plastics_12_2_2013

w w w . p l a s t i c s . r u 60 ИЗДЕЛИЯ И ПОЛУФАБРИКАТЫ П Л А С Т И К С № 1 2 / I I ( 1 3 0 ) 2 0 1 3 метакрилат (ПММА), полистирол (ПС), по- ликарбонат (ПК). В видимой области спектра ПС име- ет практически ту же прозрачность, что и ПММА. Его преимуществом является то, что он намного легче, чем ПММА, поддает- ся очистке. ПС имеет наибольший коэффи- циент преломления среди всех полимерных материалов, применяющихся для изготовле- ния ПОВ. Недостатками ПММА, ПС и их сополи- меров являются сравнительно низкие тепло- стойкость и ударопрочность. Существенно выше эти показатели у ПК, хотя по прозрач- ности он несколько уступает ПММА и ПС. Окно прозрачности для ПОВ на основе ПК находится на длине волны 0,765 мкм, а по- тери составляют 0,8 дБ/м. Полимерные материалы на основе ал- килметакрилатов, разработанные фирмой Sumitomo Chemical Co (Япония), позволяют эксплуатировать волокна при температуре 150°С, при этом в качестве оболочки ис- пользуются различные сополимеры вини- лиденфторида. Однако недостатком этого материала является достаточно высокий коэффициент затухания (300-350 дБ/км). В качестве материала сердечника исполь- зуются также фторированные и перфтори- рованные (с высоким содержанием фтора) полимеры (например, на основе фторбути- ленвинилового эфира), в которых атомы во- дорода замененына атомыфтора. В таких ма- териалах за счет того, что линии поглощения колебательного и деформационного спектров C-F-связей перемещены в более длинновол- новую область, поглощение оптического сигнала в материале волокна существенно уменьшено. Основными требованиями к материалам оптической оболочки ПОВ являются: —меньший, чем у сердечника, показатель преломления; — высокая стойкость к загрязнению; — технологичность, обеспечивающая ста- бильность геометрических размеров; — высокая прозрачность для уменьшения потерь, обусловленных рассеянием света на границе раздела сердцевина-оболочка; — достаточно высокая термостойкость; — хорошая адгезия к материалу сердеч- ника; — совместимость с материалом сердеч- ника. В наиболее высокой степени этим тре- бованиям удовлетворяет кристаллический полимер поли-4-метилпентен-1, однако на границе раздела аморфной сердцевины и кристаллической оболочки вследствие раз- личия модулей упругости материалов могут возникать зазоры, что вызывает увеличение потерь. С этой целью поли-4-метилпентен-1 подвергается дополнительной обработке. Коэффициент затухания ПОВ с оболочкой из этого материала и сердцевиной из смеси ПММА с метакрилатным сложным эфиром составляет 210 дБ/км. К полимерам оболочки относятся также полифторалкилакрилаты, полифторалкилмет- акрилаты совместно с винилиденфторидом и сополимеры полифторолефинов с привитым силановым полимером, отличающиеся ком- плексомуниверсальныхсвойств: исключитель- ной химической, тепло- и морозостойкостью, хорошими физико-механическими свойства- ми, сохраняющимися в широкой области температур. Оболочки изготавливаются и из стирол-метилметакрилатных сополимеров. Полимерное оптическое волокно имеет поверх оболочки еще и защитное покрытие, повышающее механическую прочность во- локна при его транспортировании и исполь- зовании, защищающее его от влаги и других внешних факторов. Существует несколько важных требований к материалу, используемому для защитного покрытия: — стойкость к рабочим температурам; —способность к нанесению в виде равно- толщинной пленки толщиной 10-15 мкм с гладкой поверхностью; — хорошая адгезия к материалу оболочки; — эластичность; — возможность легкого снятия с поверх- ности оптоволокна. В качестве защитного покрытия использу- ют полиэтилен (ПЭ) и его хлорпроизводное (ПЭ-Х)—мягкий, каучукообразный полимер со свойствами эластомера, полиамид (ПА), поливинилхлорид (ПВХ), силиконовые ком- паунды, эпокси- и уретанакрилаты. Материал и схема защитного покрытия выбирается исходя из следующих соображе- ний. С одной стороны, для защиты поверх- ности световода от реагентов и механических Рисунок 1. Структура оптоволоконного кабеля Защитное покрытие Оболочка Цетральное волокно (сердечник)