论文部分内容阅读
光纤通信离不开光纤涂料的保障。优质的光纤涂料需具备粘度适中、折射率较高、固化速度较快、吸水率低、力学性能好、柔韧性好、玻璃化转变温度（Tg）低等特点。目前,将低Tg的聚氨酯丙烯酸酯（PUA）涂料应用于光纤涂料的系统性研究较少,不利于高性能光纤的研发。本课题合成了低Tg的PUA预聚物,优化了其合成工艺,并用其配制出了性能优异的光纤涂料。以2,4甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚丙二醇（PPG）、丙烯酸羟乙酯（HEA）为原料,用本体聚合法先扩链后封端合成了PUA预聚物,优化了的合成工艺条件为:催化剂二月桂酸二丁基锡（DBTDL）质量分数为0.1%、阻聚剂对羟基苯甲醚（MEHQ）质量分数为0.05%,第一步反应温度为50℃,第二步反应温度为65℃。利用傅里叶红外光谱法（FT-IR）和核磁共振氢谱法（1H-NMR）对预聚物结构进行表征,确定合成的预聚物结构与预期相符。通过凝胶渗透色谱分析PUA的数均分子量为2856。对合成的PUA预聚体性能分析得到:随着PPG相对分子质量的增加,PUA预聚体粘度逐渐增加,固化速度和折射率逐渐降低;其固化膜的Tg逐渐降低,柔韧性逐渐提高。对6种均聚物Tg较低的活性稀释剂、5种光引发剂和3种助引发剂对涂料性能的影响进行了探究。结果显示,活性稀释剂选用四乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯[（EO）4NPA]与丙烯酸异癸酯（IDA）质量比2:3复配、光引发剂选用二苯甲酮（BP）与2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）质量比1:1复配、助引发剂用4-二甲氨基苯甲酸乙酯（EDAB）时,得到的涂料综合性能优异,其固化膜Tg低于-50℃。由于氧气具有阻聚的效果不利于实际生产,因此对抗氧方法进行了研究。实验发现向涂料体系中加入硫醇可以有效抑制氧气的阻聚作用,硫醇官能度从1增加到3时,涂料固化时间明显缩短。3官能度的硫醇添加量过多会导致涂料不稳定易凝胶,其最佳添加量为预聚体与活性稀释剂总质量的0.5%。自制光纤涂料性能优异,Tg为-50℃,较市售涂料低10℃,满足光纤涂料的使用条件。