Фотоотверждаемые силиконовые эластомеры и оптические клеи - Учим химию

Опубликовано: 04.09.2018

Широкое использование силиконовых эластомеров в качестве покрытий для оптических волокон (как наиболее подходящего материала для отражения сигналов, проходящих по оптическому волокну с наименьшими потерями [1-8]) ограничивается из-за малой скорости их термоотверждения на поверхности кварцевых волокон. Существенным достижением явилось открытие УФ-отверждаемых силиконовых композиций [9-14], позволяющих резко (в десятки раз) увеличить скорость нанесения покрытия во время вытяжки оптического волокна. Фирма “Dow corning” выпустила УФ-отверждаемый силиконовый эластомер под названием “Optigard”. [10]. Композиция предназначена для первичного буферного покрытия оптического волокна. Низкий модуль упругости позволяет покрытию распределять локальные напряжения, предотвращая концентрацию нагрузки, приводящую к микроизгибанию световода. Из-за низкой температуры стеклования (-1260 С) модуль упругости остается низким в широком интервале температур (от -600 С до +1250 С). Эти данные представлены в проспекте фирмы по использованию композиции “Optigard”.

В дальнейшем интерес к УФ-отверждаемым силиконовым композициям значительно возрос [11-14]. Композиция на основе полиорганосилоксанов предложена авторами [11]. Количество фотоинициаторов (ароматические углеводороды ацето- и бензохинонные производные, о-бензоилбензоат, бензоин и его алкиловые эфиры, тиоксантоны, органические пероксиды) достигает до 0,002-30,0 % от массы олигомера. Фотоотверждаемая композиция на основе полиорганосилоксанов приведена в [12] (ч.): Смешивают 100 полиметилфенилвинилсилоксана, содержащего 20 % мол. фенил-, 3 % мол. винилов с вязкостью 1500 СП, 50 полисилоксана с вязкостью 10000 СП и формулой

4,5 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпрпанона-1, 0,01 п-метоксифенола, 0,005 п-третбутилпирокатехина, 0,02 тетракисметилен-3-3',5'-(третбутилфенил)бен-зотриазола. Смесь наносят на подложку, отверждают светом ртутной лампы высокого давления (1,0 вт/см, 0,5 сек., расстояние 10 см) и получают пленку с твердостью 24, прочностью при растяжении 25 кгс/см, удлинением при разрыве 40 %, модулем упругости при растяжении 0,08 кгс/мм2. Аналогичная УФ-отверждаемая композиция на основе полидиметилсилоксана описана в [9], где фотоинициатором полимеризации является изопропиловый эфир бензоина (20 % мас.). Время отверждения композиции на основе силиконовых эластомеров под действием УФ излучения и в присутствии изопропилового эфира бензоина (5 % мас.) составляет 1-6 сек. [14].

При монтаже оптических волоконных систем связи неотвратимо возникает необходимость в клеевых композициях. Как правило, для надежного склеивания световодов пригодны лишь специальные оптически прозрачные клеи, синтезированные для таких целей. Одно из главных требований к оптическим клеям - высокое светопропускание клеевого материала во всем диапазоне длин волн. Используемые в настоящее время оптически прозрачные клеи (например, OПН-1, ОПН-2, ОПН-8-1, OП-81-1 и др.) позволяют надежно склеивать волоконные световоды при монтаже линий связи с минимальными потерями передаваемых сигналов. Время отверждения таких клеев - до 20 часов при различных температурах. В основе их лежат в основном акриловые мономеры [15-19]. Для интенсивной сборки оптических систем названные клеи мало пригодны, и поэтому проблема синтеза быстроотверждаемых качественных клеев остается вполне актуальной. Появление сведений в научной литературе о таких клеевых композициях свидетельствуют об интенсивной работе в этой области химии. Так, в [20] сообщается о создании фотоотверждаемой акрилатной композиции, содержащей в своем составе в качестве промотров адгезии перэфир и таутомерные циклы органических кислот. Оптические клеящие вещества для оптической связи с вязкостью 300-2000 СП, с температурой отверждения 200 С, временем отверждения 1 минута и nd=1645-1659 приведены в [21]. Фотоотверждаемая клеевая композиция с хорошей адгезией к стеклу и водостойкостью получена авторами [22]: основу клея составляют эпокси- и уретанакрилаты. Быстроотверждаемая клеевая композиция для волоконной оптики на основе акриловых и эпоксиолигомерных соединений с временем полимеризации 0,5-5,0 минут, была предложена авторами [23]. Если судить по данным [24], клеи УФ-отверждения можно вполне успешно использовать для склеивания оптических волокон. Время отверждения клея составляет 0,3-5,0 минут при длине волны источника излучения 100-400 нм.

Таким образом, фотоотверждаемые оптически прозрачные клеи имеют большие перспективы развития для оптических систем связи.

rss