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Wire & Cable ASIA – March/April 2014
www.read-wca.com摘要
由于具有更易制造以及更易处理（剥离、清洁和重新涂层）
的特性，面向中温光纤（最高操作温度可达
200°C
）的紫外线
固化丙烯酸酯类涂层材料被视为是可代替现有硅树脂类涂层
的材料之一。在与现有商用中温丙烯酸酯类材料的比较试验
中，一项最新研发的涂层材料展现出了更优越的性能。对比
数种纤维样品的长期耐温试验可用于研究在高温条件下的纤
维性能。在不同环境条件下，对于光学衰减程度以及纤维强
度进行测试，可用于验证新材料的最佳性能和耐久性。
1
介绍
在长期应用中，电信级别光纤适用的紫外线固化丙烯酸酯类
涂层材料最佳操作温度为
85°C
以下，但是在长时间处于超过
85°C
的环境条件下会出现不可逆转的性能退化现象。如今，
数种商用的紫外线固化丙烯酸酯类涂层材料，包括基层涂料
和二层涂料，都适用于
150°C
至
180°C
的中温条件。
1-4
单层
或双层涂层设计都可适用。在正常环境下，检测在循环温度
或恒温条件下的光纤耐温性是追踪涂层稳定性和测试光纤参
数，即衰减性和机械强度最主要的实验方法。动态热解重量
分析法以及等温热解重量分析法用于比较不同的涂层材料、
预测在涂层损耗情况下的涂层材料耐久性以及确定在特定应
用中最佳的涂层结构。
康宁公司（
Corning Incorporated
）已对应用于中温条件的新
型光纤涂层材料进行了评估。该涂层为紫外线固化丙烯酸酯
类材料。此类材料可长期保护裸露或用缆绳连接纤维的光纤
性能。该新型涂层对于玻璃材质具有很高的附着性，这一点
正是一些中温光纤应用所翘首以盼的特性，可使光纤更易处
理并具备更好的光学性能。
2
新型涂层材料
2.1
材料属性
这一新型研发的中温涂层是一种紫外线固化聚氨酯丙烯酸
酯类材料，是在每分钟
10°C
的升温速度下，通过精工公司
(
Seiko
)的同步
TG/DTA220
仪器的计量，将
75
毫米厚的薄膜以
1J/cm
2
的比例与
D-
电子管进行固化。数据
1
是将新材料作为商
用涂层应用中的重量损耗程度与温度间进行了比较。对两种
涂层材料进行了热解重量分析法后，两种材料在
290°C
的差异
显示新型涂层的损耗较小，具有更好的热稳定性。选出的重
量损耗时的温度条件可查看表一。
2.2
光纤样品
将单模光纤样品从外径（
OD
）为
125
微米的玻璃包层中抽离
出来，而新材料的单层外径为
200
微米。抽离条件（抽离速
度和紫外线灯设置）进行了设置用于为涂层提供标准固化条
件。这一涂层设计可对采用了外径为
200
微米单层涂层设计的
商用康宁中温纤维进行直接比较。
2.3
热解重量分析法(
TGA
)试验
动态的热解重量分析法试验需在空气条件下进行，在从室温
至
600-700°C
的范围内，对不同加热速度下的纤维样品重量
变化进行测量。在这些试验中，加热速度分为每分钟
5°C
、每
分钟
10°C
、每分钟
15°C
以及每分钟
20°C
。数据
2
为分别采用
新型中温光纤涂层
作者：美国康宁公司（
Corning Inc.
）科技部
Ching-Kee Chien
和瓦列里·
A
·科兹洛夫
了外直径都为
200
微米的新型和商用涂层的光纤样品的热解重
量分析法对比试验结果。结果显示新型涂层在纤维状态下具
有更优越的热稳定性。
数据
3
为采用了新型涂层的纤维分别在
150°C
、
180°C
以及
200°C
等温条件下的重量损耗结果。数据
4
为分别采用了
200
微米单层新型和商用涂层的纤维的热稳定性对比。在
150°C
等
温条件下进行了长达
1000
多小时的耐久试验后，新型涂层材
料又一次展现出了更为优越的性能。
3
新型涂层材料纤维样品试验
在
150°C
、
180°C
以及
200°C
的温度条件下对衰减温度灵敏度
进行了测量。由于是在将样品特别暴露于高温后，在室温条
件下手工进行测量，因此测量过程中可能对试验数据制造了
一些干扰。数据
5
中是采用了单层新型涂层的单模光纤在
1550
毫微米的波长条件下，在不同温度下的衰减试验结果。低于
180°C
的条件下的衰减性较低且稳定。将继续进行
200°C
条件
下的实验用以获取更多的数据。
❍
图
1
:
升温速度为每分钟
10°C
条件下，新型和商用中温涂层的热解
重量分析法(
TGA
)实验
❍
图
2
:
升温速度为每分钟
20°C
条件下，采用了单层新型和商用材料
涂层的纤维样品的热解重量分析法(
TGA
)实验
温度
, °C
重量损耗
, %
新型
商用
热解重量分析法重量，
%
温度
, °C
新型
商用