[发明专利]一种塑料光纤芯层材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于聚合物材料领域，具体涉及一种塑料光纤芯层材料及其制备方法和应用。用于制备塑料光纤芯层材料的组合物按质量份计由以下组分组成：甲基丙烯酸甲酯80‑90份、丙烯酸甲酯3‑10份、甲基丙烯酸三氟乙酯5‑15份、引发剂0.01‑2份和助剂0.01‑3份。本发明制备的塑料光纤芯层材料与均聚的聚甲基丙烯酸甲酯材料相比较，在光学性能、力学性能、热学性能等多方面有较大改善，本发明发现塑料光纤芯层材料塑料光纤的衰减有所降低、带宽明显增加、韧性提高、脆性降低、抗老化性有所提升，应用在通信领域传输材料中具有重要的意义。

技术领域

本发明属于聚合物材料领域，具体涉及一种塑料光纤芯层材料及其制备方法和应用。

背景技术

塑料光纤是光纤领域中非常重要的一类，其研究和开发历程已达30多年。塑料光纤之所以得到世界许多国家和组织的积极开发，就在于塑料光纤与石英光纤相比具有直径大、密度小、柔软性好、易加工、耦合效率高、耐辐射等优势，可被广泛用于通信网络的连接。未来，塑料光纤将被用作短距离高速通信网络主要的传输媒质。

塑料光纤由芯材和皮材两种材料组成，利用光的全反射原理进行光的传输。因此用作塑料光纤的芯皮材料需要满足如下要求：是透明的无定型聚合物，具有耐高温性和强韧性；两者具有良好的匹配性，界面粘结性良好；同时两者的折射率之差应满足n芯-n皮≥0.05。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是最早用于制备塑料光纤芯材的材料之一，它具有优异的光透过率(光透过率可达92％)，允许小于2800nm波长的红外线通过；有良好的机械强度、较轻的比重、优良的耐腐蚀性，是迄今为止合成透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种。

但是聚甲基丙烯酸甲酯本身也存在一些不足之处，比如使用的温度范围较窄；耐热性能、耐化学腐蚀性、抗老化能力相对较差；同时，聚甲基丙烯酸甲酯具有一定脆性，限制了其在某些领域的应用。

采用甲基丙烯酸甲酯均聚的聚合物作为塑料光纤的芯层材料，塑料光纤存在衰减大、带宽小、耐老化性差等问题，一定程度上制约了塑料光纤在通信领域的大规模应用。

因此，需要开发一种在光学性能、力学性能、热学性能等多方面有较大改善的塑料光纤芯层材料。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种塑料光纤芯层材料及其制备方法。本发明制备的塑料光纤芯层材料与均聚的聚甲基丙烯酸甲酯材料相比较，在光学性能、力学性能、热学性能等多方面有较大改善，应用在通信领域传输材料中具有重要的意义。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

用于制备塑料光纤芯层材料的组合物，按质量份计由以下组分组成：甲基丙烯酸甲酯80-90份、丙烯酸甲酯3-10份、甲基丙烯酸三氟乙酯5-15份、引发剂0.01-2份和助剂0.01-3份。

本发明的目的之一是用于制备塑料光纤芯层材料的组合物采用的是多种单体共聚，与聚甲基丙烯酸甲酯均聚物分子链相比，共聚物分子链上增加了C-F键、并在一定程度上减少了侧基-CH₃数量，在分子链结构上对材料性能进行了改善。

作为一种优选，所述组合物按质量份计还包括引发剂0.018份和助剂0.02份。

进一步，所述组合物按质量份计由以下组分组成：甲基丙烯酸甲酯83-90份、丙烯酸甲酯4-8份、甲基丙烯酸三氟乙酯5-12份、引发剂0.01-2份和助剂0.01-3份。

作为一种优选，所述的组合物按质量份计由以下组分组成：甲基丙烯酸甲酯85份、丙烯酸甲酯5份、甲基丙烯酸三氟乙酯10份、引发剂0.01-2份和助剂0.01-3份。

作为一种优选，所述的组合物按质量份计由以下组分组成：甲基丙烯酸甲酯83份、丙烯酸甲酯6份、甲基丙烯酸三氟乙酯11份、引发剂0.01-2份和助剂0.01-3份。