[发明专利]用于生产塑料光纤的方法

权利要求书

1.一种生产梯度折射率塑料光纤的方法，包括以下步骤：

把第一聚合物材料引入第一喷嘴；

把第二聚合物材料引入第二喷嘴，同心地环绕在第一喷嘴上定位，其中第一、二聚合物材料至少有一种含有至少一种能改变折射率的可扩散搀杂剂；

把第一、二聚合物材料从第一、二喷嘴同心地引入扩散部分，以使搀杂剂能在第一、二聚合物之间及其内部发生扩散，其中的材料通过长度至少为33cm的扩散区流过，扩散区内的温度至少在第一、二聚合物材料玻璃化温度中较高者的50℃以上；

把第一、二聚合物材料以至少0.5cm³/min的流率从扩散部分通过出口模挤压成形，并从出口模拉伸物料而形成光纤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中扩散区长度至少为50cm。

3.根据权利要求2所述的方法，其中扩散区长度约为50～500cm。

4.根据权利要求1所述的方法，其中扩散部分为管状，扩散部分的平均直径约为0.25～2cm。

5.根据权利要求4所述的方法，其中扩散部分平均直径约为0.50cm。

6.根据权利要求1所述的方法，其中第一、二聚合物材料在扩散区内的停留时间约为1～120分钟。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所得光纤的外部直径约为125～1000μm。

8.根据权利要求7所述的方法，其中光纤的生产速度至少为0.5米/秒。

9.根据权利要求8所述的方法，其中光纤的生产速度至少为1米/秒。

10.根据权利要求1所述的方法，其中第一、二聚合物材料相同。

11.根据权利要求10所述的方法，其中第一聚合物材料含有搀杂剂，其中搀杂剂的折射率比第一、二聚合物材料的折射率大。

12.根据权利要求1所述的方法，其中第一、二聚合物材料中至少有一种含有至少二种用于改变折射率的可扩散搀杂剂。

13.根据权利要求1所述的方法，其中扩散区长度范围内具有不同的温度区。

14.根据权利要求1所述的方法，其中第二聚合物材料至少含有一种搀杂剂。

15.根据权利要求1所述的方法，其中Pe_L的值在10～500之间。

16.根据根据权利要求1所述方法所生产的产品。

17.一种生产梯度折射率塑料光纤的方法，包括以下步骤：

把第一聚合物材料引入第一喷嘴；

把第二聚合物材料引入第二喷嘴，同心地环绕在第一喷嘴上定位，其中第一、二聚合物至少有一种含有至少一种能改变折射率的可扩散搀杂剂；

把第一、二聚合物材料从第一、二喷嘴同心地引入扩散部分，以使搀杂剂能在第一、二聚合物之间及其内部发生扩散；

把第一、二聚合物材料通过出口模从扩散部分挤出，以及

从出口模将聚合物材料拉伸出来以形成光纤；

其中工艺参数的选择基于预测的搀杂剂或折射率分布，按如下步骤得到：

(a)提供工艺和材料特性的值，包括扩散区长度，扩散区半径，搀杂剂在第一、二聚合物材料中的扩散系数以及第一、二聚合物材料的流率；

(b)利用上述数据进行数值分析，以计算出预测的搀杂剂分布或折射率分布；和

(c)选择性地重复步骤(a)和(b)。

18.根据权利要求17所述的方法，其中工艺和材料特性进一步至少包括：搀杂剂/聚合物体系的密度，搀杂剂/聚合物体系的粘度及扩散部分温度之一。

19.根据权利要求17所述的方法，其中数值分析方法包括：一种用于离散化方程和边界条件的混合有限元法，及一种用于计算在第一、二聚合物之间扩散前沿附近解的局部网格精细。