[发明专利]光波导管

说明书

本发明涉及一种适用于传输光的光波导管，例如用于数据传输系统传输光信号的光波导管。

这种光波导管由芯子和外壳构成，两者由（不同的）透明材料组成，而芯材的折光指数总是要比壳材至少高1%。这种光波导管一般呈丝状，并且具有圆形的横截面。丝状芯子上包复了一薄层截面为环状的壳材。

至今，最常用来作光波导管的芯材是甲基丙烯酸酯的均聚物和共聚物，壳材是含氟醇类的甲基丙烯酸酯均聚物和共聚物，或1，1-二氟乙烯同别的含氟单体的共聚物。

已经知道，对于用由甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、以及甲基丙烯酸酯与脂肪醇的酯制得的均聚物和共聚物作芯材的光波导管，它所使用的壳材主要是由1，1-二氟乙烯（VdF），四氟乙烯（TFE）和/或六氟丙烯（HFP）组成的含氟聚合物（欧洲专利申请154，339、申请97，325，联邦德国专利申请2，455，265）。由于1，1-二氟乙烯和四氟乙烯的结晶作用，含氟的壳材会变得不透明。而且，这类聚合物，尤其是六氟丙烯含量高的那些聚合物，可能是发粘的，因此不适合做光波导管（OWG）的壳材，或它们也可能同芯材的附着性差，尤其是选用1，1-二氟乙烯含量低的聚合物时更为明显。四氟乙烯含量高的共聚物不适宜热塑性加工制成光波导管的外壳。

另外还知道，如果在光波导管芯子和/或外壳制成之后，用多官能乙烯基化合物或含缩水甘油基的助剂，使其中之一或两者交联，可以改善光波导管的长期使用温度（欧洲专利申请171，294），该交联反应可以选择在离子辐射下进行。不过，转化不完全的乙烯系化合物会损害光波导管的长期使用性能，而缩水甘油基则会增大芯材的吸水性。

同样也知道，用合适的芯子或外壳聚合物制成的光波导管，通过离子辐射处理，可以提高它的长期使用温度（日本专利61/35，404）。

但是，早就了解，含有甲基丙烯酸甲酯的聚合物在离子辐射作用下会逐渐变成带黄棕色。因此损害了芯材的透明度，并降低了光波导管的机械性能。

又进一步知道，采用低能β-射线处理具有聚合物制保护外壳的石英玻璃光波导管，既可使这些聚合物交联，又可避免玻璃在高能β-射线照射下发生变化，从而导致降低它的光传输能力（欧洲专利申请145，379）。

还知道，将一种透明的液体注入含有1，1-二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的含氟聚合物制成的柔性管子，那种管子可以用做光波导管（欧洲专利申请246，552）。

最终还知道，含有1，1-二氟乙烯的聚合物经热塑性加工之后，通过与化合物二甲基甲氧基乙烯基硅烷反应和水的作用，可以发生交联（联邦德国专利申请3，327，596）。

本发明的目的是从容易取得的单体制备透明性好的聚合物材料，以用来制成光波导管的外壳，这种光波导管适合于传输10～100米的光程，而且还可以在高于100℃的温度条件下使用，不致使传输光程有明显减少。

如今已经发现，如果光波导管的外壳用的是由1，1-二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯单体制成的透明热塑性模塑料，便可达到本发明的目的。

因此，本发明涉及一种芯子和外壳分别由折光指数为n（c）和n（s）的聚合物组成的，和n（c）/n（s）＞1.01的芯-壳结构光波导管;其中，芯子可以是一种聚碳酸酯，或者是一种含有分别由苯乙烯、取代苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或氟代丙烯酸酯衍生的单元的聚合物，外壳可以是一种含有分别由30～50%1，1-二氟乙烯，25～55%四氟乙烯和15～25%六氟丙烯衍生的单元的聚合物（以上%均按聚合物的重量计算）。

本发明还涉及一种制造芯子和壳层分别由折光指数为n（c）和n（s）的聚合物组成的和n（c）/n（s）＞1.01的芯-壳结构光波导管的方法;这种方法是在用挤出机挤出芯子的同时包上外面的壳层;其中挤出芯子所用的材料可以是一种聚碳酸酯，或者是一种含有分别由苯乙烯，取代苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或氟代丙烯酸酯衍生的单元的聚合物，包封芯子的外壳所用的材料是一种含有分别由30～50%1，1-二氟乙烯，25～55%四氟乙烯和15～25%六氟丙烯衍生的单元的聚合物（以上%均按聚合物的重量计算）。