Является ли это наиболее часто используемым материалом для обычного оптоволокна? Какую максимальную температуру оно выдерживает?
Полиакрилатное (Polyacrylate) покрытие действительно является наиболее распространенным и стандартным материалом для покрытия обычного оптического волокна. Ниже мы объясним причины его широкого применения и пределы температурной стойкости с точки зрения физических свойств и применения в инженерии:
I. Почему полиакрилат является наиболее распространенным материалом для обычного оптического волокна?
При производстве стандартного одномодового телекоммуникационного волокна (например, обычного волокна \text{G.652D} или \text{G.657}) поверхность стеклянной оболочки (наружный диаметр 125\ \mu\text{m} ) должна быть немедленно покрыта полимерным материалом после вытяжки. Это необходимо для защиты кварцевого стекла от влаги и микроцарапин, предотвращения роста микротрещин, которые могут привести к разрыву волокна.
Полиакрилат стал наиболее распространенным материалом по следующим причинам:
- Сильная механическая защита：Обычно используется двухслойная структура покрытия. Внутренний слой мягкий (низкий модуль Юнга) и действует как амортизирующая прокладка, эффективно поглощая напряжения изгиба и бокового давления, уменьшая потери на микроизгиб. Внешний слой более твердый (высокий модуль Юнга) и обеспечивает превосходную механическую защиту от истирания и растяжения.
- Высокая производственная эффективность：Этот материал представляет собой светочувствительную смолу, которая может быть быстро отверждена ультрафиолетовым (УФ) излучением. На высокоскоростных башнях для вытяжки оптических волокон это способствует достижению высокой производительности.
- Отличная отслаиваемость и простота использования：Его покрытие обычно имеет стандартный наружный диаметр 250\ \mu\text{m} , что облегчает быстрое снятие с помощью стандартных стрипперов, обеспечивая простоту сварки (Splicing) и оконцовки (Termination).
- Высокая экономичность：Для прокладки протяженных и массовых наземных телекоммуникационных кабелей полиакрилатное покрытие имеет неоспоримые преимущества в стоимости.
II. Какую максимальную температуру оно выдерживает?
Термостойкость обычного полиакрилатного покрытия тесно связана с его химическим составом, и ее характеристики можно разделить на следующие уровни:
1. Стандартный полиакрилат (обычное телекоммуникационное волокно)
- Диапазон рабочих температур：Обычно от -40\ ^{\circ}\text{C} до +85\ ^{\circ}\text{C} (в некоторых кратковременных, не постоянных условиях высоких температур предел может достигать +100\ ^{\circ}\text{C} ).
- Механизм отказа：При длительном воздействии температур выше +85\ ^{\circ}\text{C} полиакрилатный материал подвергается термическому окислению и деградации. Это приводит к пожелтению и охрупчиванию покрытия, постепенно теряя свои механические защитные свойства для стеклянного сердцевины. Кроме того, снижается адгезия между покрытием и кварцевым стеклом, что может привести к резкому увеличению потерь на микроизгиб оптического волокна.
Продукты Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. на основе стандартного полиакрилатного покрытия имеют верхний предел рабочей температуры +100\ ^{\circ}\text{C} :
OFSCN® Polyacrylate Fiber Bragg Gratings / FBG Strings (Bare) представляет собой оголенный волоконный брэгговский решетку, подходящий для работы в диапазоне температур от комнатной до умеренной (от -40\ ^{\circ}\text{C} до +100\ ^{\circ}\text{C} ).
2. Модифицированный термостойкий полиакрилат
- Диапазон рабочих температур： -50\ ^{\circ}\text{C} до +120\ ^{\circ}\text{C} .
- Технические характеристики：Путем специальной химической модификации формулы полиакрилата он способен сохранять гибкость и адгезию при немного более высоких температурах.
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. предлагает такие специальные термостойкие оптические волокна, пригодные для промышленных применений и сенсорики, требующих определенной термостойкости:
OFSCN® 120℃ SM High-temperature Optical Fiber (одномодовая версия)
OFSCN® 120℃ MM High-temperature Optical Fiber (многомодовая версия)
III. Что использовать, если требуется выдерживать более высокие температуры?
Если рабочая температура рабочей среды превышает температурный предел полиакрилата (например, требуется длительная работа при температуре выше +120\ ^{\circ}\text{C} ), полиакрилат не может быть использован, и обычно требуются следующие альтернативные покрытия:
- Полиимид (Polyimide, PI)：Это высокоэффективное термостойкое полимерное покрытие, рабочая температура которого обычно составляет от -200\ ^{\circ}\text{C} до +300\ ^{\circ}\text{C} (кратковременно до +350\ ^{\circ}\text{C} ). Благодаря своему очень тонкому покрытию (наружный диаметр обычно всего 155\ \mu\text{m} ) и отличной термостойкости, он широко применяется в аэрокосмической отрасли, при нефтегазовом каротаже и в датчиках на основе волоконных брэгговских решеток для высоких температур.
- Металлические покрытия (например, медь, золото, алюминий и т. д.)：Подходят для применений при экстремальных температурах, с температурными пределами, простирающимися до +400\ ^{\circ}\text{C} до +700\ ^{\circ}\text{C} и выше.