紫外光固化光纤涂料的研制

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1、北京化工大学硕士学位论文紫外光固化光纤涂料的研制摘要光纤涂料对保护光纤、稳定信号传输起到重要作用，是光纤的重要组成部分。随着光纤应用领域的不断扩展，要求涂料具备黏度适中、固化速度较快、折射率较高、力学强度优异等综合性能的同时，还要求光纤内层涂料固化膜的玻璃化温度小于-60"C，以保证在低温时应力较低，光纤外层涂料固化膜的玻璃化温度大于80℃，以保证在高温时仍有较好力学强度。目前紫外光固化涂料结构与性能关系的研究资料，尤其是结构与玻璃化温度关系的研究报道较少，又没有满足使用要求的产品，阻碍了高性能光纤的研发。‘本文从玻璃化温度和性能入手，通过共聚分子设计、预聚物合成、共聚单体调配、光引发

2、剂选用及结构与性能关系的研究，成功制备了具有极低或极高玻璃化温度且综合性能优异的紫外光固化光纤涂料，满足了特殊的需求。得到了预聚物、单体、光引发剂结构与涂料黏度、固化速度、折射率、力学强度、玻璃化温度等性能之间的关系，为光固化产品的研发提供了基础数据。在光纤内层涂料的研究中，首先，以异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇(M。=2000，4000，6000和80009／mo!)和丙烯酸羟乙酯反应合成了4种低玻璃化温度的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚物，使用FTIR对反应过程进行了表征，测定了PUA的黏度和折射率，并使用DSC测北京化丁大学硕￡学位论文定了PUA均聚物的玻璃化温度，分别为．54．2℃

3、、．60．24C、．62．0。C和．62．6。C。其次，考察了上述PUA预聚物和7种均聚物玻璃化温度很低的单体对涂料黏度、固化速度、折射率、力学强度和玻璃化温度的影响情况。最后，考察了6种光引发剂及2种助引发剂对涂料固化速度的影响情况。结果显示，当预聚物选用PUA6000或PUA8000或二者的复配体系，单体选用IDA和EO。NPA的复配体系，光引发剂选用Daroeur1173、BP和EDAB的复配体系，光纤内层涂料的综合性能优异，且固化膜玻璃化温度小于．60℃。在光纤外层涂料的研究中，采用复配技术，共聚不同性能的预聚物及单体调整共聚物性能。本文选择均聚物玻璃化温度较高的环氧丙烯酸酯(

4、EA)和聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚物，考察了其配比对涂料性能的影响情况。此外，考察了10种均聚物玻璃化温度很高的单体对涂料黏度、固化速度、折射率、力学强度和玻璃化温度的影响情况。结果显示，当预聚物选用EA和PUA的复配体系，单体选用NVP、IBOA和DPGDA的复配体系，光引发剂选用Darocur1173、BP和EDAB的复配体系，光纤外层涂料的综合性能优异，且固化膜玻璃化温度高于80℃。关键词：光纤涂料，紫外光固化，玻璃化温度，聚氨酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯U北京化工大学硕士学位论文RESEARCHOFUV-CURlNGOPTlCALFlBERCOATINGSABSTRACTAsan

5、importantcomponentoffibersystem．opticalfibercoatingsplayanimportantroleinprotectingopticalfiberandstabilizingsignaltransmission．Withtheexpansionofopticalfiberapplication，opticalfibercoatingsarerequiredofmoderateviscosity,fastcuringrate，highrefractiveindex，excellentmechanicalstrengthandotherprope

6、rties．Simultaneously,theglasstransitiontemperatureoftheopticalfiberinnercoatingshouldbelessthan-60"Ctogetlowstressatlowtemperaturewhiletheglasstransitiontemperatureoftheopticalfiberoutercoatingshouldbehigherthan80"Cforexcellentstrengthathightemperature．CunenflythestructurepropertyrelationofUV-eu

7、ringcoating，especiallythepropertyathighorlowtemperature，hasbarelybeenstudiedbeforeandthecommercialcoatingproductscouldnotwellmeettherequirement，hinderingthedevelopmentofhigh-performanceopticalfibercoating．Inpresentdissertati