一种纳米材料改性的塑料光纤及其制备方法

文档序号:10678321
一种纳米材料改性的塑料光纤及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种纳米材料改性的塑料光纤及其制备方法,包括以下步骤:称取1~10重量份三氟乙酸钇溶解于乙醇和水的混合溶液中,加入90~99重量份正硅酸四乙酯,调节PH为1.5~2.0;将混合液加入高压釜中直至填充高压釜体积的1/2~2/3,密封,在60~80℃的条件下反应0.5~10小时;将高压釜中的得到的产品烘干,用乙醇清洗,干燥,粉碎,得到纳米助剂;称取0.1~10重量份所述纳米助剂混合在90~99.9重量份甲基丙烯酸酯类单体中,加热聚合成塑料光纤预聚棒;加热,将塑料光纤预聚棒拉制成所需直径的塑料光纤,得到纳米材料改性的塑料光纤。本发明的塑料光纤耐热性好、吸水率低,适用范围得到提升。
【专利说明】
一种纳米材料改性的塑料光纤及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及塑料光纤领域,尤其涉及一种纳米材料改性的PMMA塑料光纤及其制备方法。
【【背景技术】】
[0002]塑料光纤(Plastic Optical Fiber,P0F)是用高透明的非结晶型各向同性聚合物如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)作为芯层材料,氟树脂等作为包层材料的一类光纤(光导纤维)。塑料光纤与石英光纤一样,在光电领域有相同的优势,比如重量轻、抗电磁干扰、可多路复用等,并且熔点较低,柔韧性好,不易断裂,热熔拉伸容易,制备成本低,操作简单,对应力很敏感,在可见光波段有低损耗窗口。但是,塑料光纤虽然比石英光纤便宜很多,但是它也存有一些缺点:(I)损耗高,大分子引起的内部散射使POF损耗高;(2)耐热性差,一般只能在-40 °C-80 °C温度范围内使用;(3)带宽相对较小,影响它在通讯系统中的广泛应用;(4)由于近红外区的OH吸收而必须在可见光区工作。
[0003]在通信过程中,环境温度对POF性能的影响很大。由于POF是由聚合物制成的,所以可在80-100°C的温度下工作。超出这一范围,POF开始失去其坚固性和透光性。材料本身所决定的耐热环境应力差使得POF的可靠性低。此外,POF的耐热性能很大程度上取决于湿度。PMMA是塑料光纤中应用最广的品种,它的透光性是塑料中最好的,折射率相当于冕牌玻璃,耐候性也好,拉纤性能优异,但是玻璃化温度低(Tg=105°C),耐热性能较差,吸水率高,在环境温度较高或湿度较大的场合使用时,存在信号衰减大、易老化等严重问题,限制了其适用范围。

【发明内容】

[0004]为了改善现有技术中PMMA塑料光纤的耐热性,本发明提供一种纳米材料改性的塑料光纤,能够将PMMA塑料光纤的玻璃化温度提升为120?140 °C、吸水率下降到0.1 %以下。
[0005]本发明还提供了上述塑料光纤的其制备方法,得到的产品玻璃化温度提升为120?140 °C、吸水率下降到0.1 %以下,耐热性好、吸水率低,适用范围得到提升。
[0006]本发明的技术方案是:
[0007]—种纳米材料改性的塑料光纤,其特征在于,所述塑料光纤由90?99.9重量份甲基丙烯酸酯类单体和0.1?10重量份纳米助剂制成,所述纳米助剂由I?10重量份三氟乙酸钇与90?99重量份正硅酸四乙酯的混合液在60?80°C的高压釜中反应0.5?10小时制成。本发明的纳米助剂能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟离子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提尚阻燃性;同时含娃助剂能够提尚广品的力学性能,提尚流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;本发明的纳米助剂还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。
[0008]进一步的,上述塑料光纤由92?95重量份甲基丙烯酸酯类单体和0.2?0.5重量份纳米助剂制成,所述纳米助剂由I?5重量份三氟乙酸钇与90?95重量份正硅酸四乙酯的混合液在65?70°C的高压釜中反应I?3小时制成。适当的配比可以使材料具有良好的耐热性能及较低的损耗,过多的助剂容易在体系中引入缺陷,反而使得损耗增加。
[0009]进一步的,上述甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸苯酯。
[0010]进一步的,上述纳米助剂的平均粒径为50?lOOnm。所述平均粒径为D50,即粒度分布曲线中累积分布为50%时的最大颗粒的等效直径。该粒径范围内的纳米助剂具有良好的分散效果和反应活性。
[0011 ]进一步的,上述混合液的PH为1.5?2.0。在该PH范围内,反应容易控制,得到的纳米助剂粒径均匀,大小符合要求,活性高。
[0012]本发明的另一技术方案是:
[0013]上述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0014](I)称取I?10重量份三氟乙酸钇溶解于乙醇和水的混合溶液中,加入90?99重量份正硅酸四乙酯,用硝酸调节PH为1.5?2.0,形成混合液;
[0015](2)将混合液加入高压釜中直至填充高压釜体积的1/2?2/3,密封,在60?80 °C的条件下反应0.5?10小时;
[0016](3)将高压釜中的得到的产品烘干,用乙醇清洗,干燥,粉碎,得到所述纳米助剂;
[0017](4)称取0.1?10重量份所述纳米助剂混合在90?99.9重量份的甲基丙烯酸酯类单体中,加热聚合成塑料光纤预聚棒;
[0018](5)加热,将塑料光纤预聚棒拉制成所需直径的塑料光纤,得到纳米材料改性的塑料光纤。
[0019]本发明通过高压反应釜得到活性高的纳米助剂,能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟例子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时,该助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;另外,还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。本发明的制备方法得到的产品玻璃化温度提升为120?140 °C、吸水率下降到0.1 %以下,耐热性好、吸水率低,适用范围得到提升。
[0020]具体的,上述硝酸的浓度为I?6mol/L。该浓度的硝酸方便调节PH达到1.5?2.0,反应容易控制,得到的纳米助剂粒径均匀,大小符合要求,活性高。
[0021]具体的,上述步骤(3)的烘干温度为60?90°C。此处烘干温度不宜过高,过高易使纳米助剂失去活性。
[0022]具体的,上述步骤(3)的乙醇清洗次数为3?6次。醇洗3?6次可以保证纳米助剂的酸基本去除,不会给后续步骤带来影响。
[0023]具体的,上述步骤(4)的温度为80?90°C,加热时间为12?48小时。纳米助剂对反应有一定的催化作用,可以加快反应的进行。
[0024]本发明具有以下有益的技术效果:
[0025]I)本发明的产品Tg温度为120?140°C,吸水率小于0.1 %,耐热性好、吸水率低,适用范围得到提升;2)本发明的纳米助剂能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟例子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时含硅助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;3)本发明的纳米助剂还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。4)本发明不含引发剂,因不含碳杂键而对通信用塑料光纤的光衰减具有进一步的降低作用,并可提高其耐热性,具有较大应用前景;5)本发明实用高压反应釜生产得到粒径50?100纳米的纳米助剂,形貌均匀,活性高,添加效果好;6)纳米助剂对聚合反应有催化作用,可以在一定程度加快聚合反应速度。
【【具体实施方式】】
[0026]以下结合具体实施例,对本发明做进一步描述。
[0027]以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围,所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进,亦落入本发明要求的保护范围之内。
[0028]实施例一
[0029]一种纳米材料改性的塑料光纤,由94重量份甲基丙烯酸甲酯和0.3重量份纳米助剂制成,所述纳米助剂由3重量份三氟乙酸钇与94重量份正硅酸四乙酯的PH为1.5?2.0的混合液在70°C的高压釜中反应I小时制成。上述纳米助剂的平均粒径为65nm。
[0030]本发明的纳米助剂能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟离子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时含硅助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;本发明的纳米助剂还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。适当的配比可以使材料具有良好的耐热性能及较低的损耗,过多的助剂容易在体系中引入缺陷,反而使得损耗增加。
[0031 ]本实施例的另一技术方案是:
[0032]上述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0033](I)称取3重量份三氟乙酸钇溶解于乙醇和水的混合溶液中,加入94重量份正硅酸四乙酯,用浓度为I?6mol/L硝酸调节PH为1.5?2.0,形成混合液;
[0034](2)将混合液加入高压釜中直至填充高压釜体积的1/2,密封,在70°C的条件下反应I小时;
[0035](3)将高压釜中的得到的产品在80°C烘干,用乙醇清洗3次,干燥,粉碎,得到所述纳米助剂;
[0036](4)称取0.3重量份所述纳米助剂混合在94重量份甲基丙烯酸酯类单体中,85 °C加热24小时聚合成塑料光纤预聚棒;
[0037](5)加热,将塑料光纤预聚棒拉制成所需直径的塑料光纤,得到纳米材料改性的塑料光纤。
[0038]本发明通过高压反应釜得到活性高的纳米助剂,能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟例子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时,该助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;另外,还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。
[0039]本实施例得到的上述纳米材料改性的塑料光纤玻璃化转变温度为140°C,自然光透过率为94%,吸水率为0.08%,耐热性好、吸水率低,适用范围得到提升。
[0040]实施例二
[0041]—种纳米材料改性的塑料光纤,由90重量份甲基丙烯酸甲酯和0.1重量份纳米助剂制成,所述纳米助剂由I重量份三氟乙酸钇与90重量份正硅酸四乙酯的PH为1.5?2.0的混合液在60°C的高压釜中反应0.5小时制成。上述纳米助剂的平均粒径为50nm。
[0042]本发明的纳米助剂能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟离子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时含硅助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;本发明的纳米助剂还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。适当的配比可以使材料具有良好的耐热性能及较低的损耗,过多的助剂容易在体系中引入缺陷,反而使得损耗增加。
[0043]本实施例的另一技术方案是:
[0044]上述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0045](I)称取I重量份三氟乙酸钇溶解于乙醇和水的混合溶液中,加入90重量份正硅酸四乙酯,用浓度为I?6mol/L硝酸调节PH为1.5?2.0,形成混合液;
[0046](2)将混合液加入高压釜中直至填充高压釜体积的2/3,密封,在60°C的条件下反应0.5小时;
[0047](3)将高压釜中的得到的产品在60°C烘干,用乙醇清洗3次,干燥,粉碎,得到所述纳米助剂;
[0048](4)称取0.1重量份所述纳米助剂混合在90重量份甲基丙烯酸酯类单体中,90°C加热12小时聚合成塑料光纤预聚棒;
[0049](5)加热,将塑料光纤预聚棒拉制成所需直径的塑料光纤,得到纳米材料改性的塑料光纤。
[0050]本发明通过高压反应釜得到活性高的纳米助剂,能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟例子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时,该助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;另外,还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。
[0051 ]本实施例得到的上述纳米材料改性的塑料光纤玻璃化转变温度为130°C,自然光透过率为92%,吸水率为0.06%,耐热性好、吸水率低,适用范围得到提升。
[0052]实施例三
[0053]一种纳米材料改性的塑料光纤,由99.9重量份甲基丙烯酸甲酯和10重量份纳米助剂制成,所述纳米助剂由10重量份三氟乙酸钇与99重量份正硅酸四乙酯的PH为1.5?2.0的混合液在80 0C的高压釜中反应1小时制成。上述纳米助剂的平均粒径为I OOnm。
[0054]本发明的纳米助剂能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟离子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时含硅助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;本发明的纳米助剂还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。适当的配比可以使材料具有良好的耐热性能及较低的损耗,过多的助剂容易在体系中引入缺陷,反而使得损耗增加。
[0055]本实施例的另一技术方案是:
[0056]上述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0057](I)称取10重量份三氟乙酸钇溶解于乙醇和水的混合溶液中,加入99重量份正硅酸四乙酯,用浓度为I?6mol/L硝酸调节PH为1.5?2.0,形成混合液;
[0058](2)将混合液加入高压釜中直至填充高压釜体积的1/2,密封,在80°C的条件下反应10小时;
[0059](3)将高压釜中的得到的产品在90°C烘干,用乙醇清洗6次,干燥,粉碎,得到所述纳米助剂;
[0060](4)称取10重量份所述纳米助剂混合在99.9重量份甲基丙烯酸酯类单体中,80°C加热48小时聚合成塑料光纤预聚棒;
[0061](5)加热,将塑料光纤预聚棒拉制成所需直径的塑料光纤,得到纳米材料改性的塑料光纤。
[0062]本发明通过高压反应釜得到活性高的纳米助剂,能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟例子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时,该助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;另外,还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。
[0063]本实施例得到的上述纳米材料改性的塑料光纤玻璃化转变温度为138°C,自然光透过率为94%,吸水率为0.08%,耐热性好、吸水率低,适用范围得到提升。
[0064]实施例四
[0065]一种纳米材料改性的塑料光纤,由92重量份甲基丙烯酸乙酯和0.2重量份纳米助剂制成,所述纳米助剂由I重量份三氟乙酸钇与90重量份正硅酸四乙酯的PH为1.5?2.0的混合液在65°C的高压釜中反应4小时制成。上述纳米助剂的平均粒径为55nm。
[0066]本发明的纳米助剂能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟离子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时含硅助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;本发明的纳米助剂还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。适当的配比可以使材料具有良好的耐热性能及较低的损耗,过多的助剂容易在体系中引入缺陷,反而使得损耗增加。
[0067]本实施例的另一技术方案是:
[0068]上述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0069](I)称取I重量份三氟乙酸钇溶解于乙醇和水的混合溶液中,加入90重量份正硅酸四乙酯,用浓度为I?6mol/L硝酸调节PH为1.5?2.0,形成混合液;
[0070](2)将混合液加入高压釜中直至填充高压釜体积的1/2,密封,在65°C的条件下反应4小时;
[0071](3)将高压釜中的得到的产品在80°C烘干,用乙醇清洗4次,干燥,粉碎,得到所述纳米助剂;
[0072](4)称取0.2重量份所述纳米助剂混合在92重量份甲基丙烯酸乙酯单体中,85°C加热24小时聚合成塑料光纤预聚棒;
[0073](5)加热,将塑料光纤预聚棒拉制成所需直径的塑料光纤,得到纳米材料改性的塑料光纤。
[0074]本发明通过高压反应釜得到活性高的纳米助剂,能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟例子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时,该助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;另外,还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。
[0075]本实施例得到的上述纳米材料改性的塑料光纤玻璃化转变温度为140°C,自然光透过率为94%,吸水率为0.08%,耐热性好、吸水率低,适用范围得到提升。
[0076]实施例五
[0077]一种纳米材料改性的塑料光纤,由95重量份甲基丙烯酸苯酯和0.5重量份纳米助剂制成,所述纳米助剂由5重量份三氟乙酸钇与95重量份正硅酸四乙酯的PH为1.5?2.0的混合液在70°C的高压釜中反应I小时制成。上述纳米助剂的平均粒径为90nm。
[0078]本发明的纳米助剂能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟离子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时含硅助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;本发明的纳米助剂还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。适当的配比可以使材料具有良好的耐热性能及较低的损耗,过多的助剂容易在体系中引入缺陷,反而使得损耗增加。
[0079]本实施例的另一技术方案是:
[0080]上述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0081 ] (I)称取5重量份三氟乙酸钇溶解于乙醇和水的混合溶液中,加入95重量份正硅酸四乙酯,用浓度为I?6mol/L硝酸调节PH为1.5?2.0,形成混合液;
[0082](2)将混合液加入高压釜中直至填充高压釜体积的1/2,密封,在70°C的条件下反应I小时;
[0083](3)将高压釜中的得到的产品在80°C烘干,用乙醇清洗3次,干燥,粉碎,得到所述纳米助剂;
[0084](4)称取0.5重量份所述纳米助剂混合在95重量份甲基丙烯酸苯酯单体中,85 °C加热24小时聚合成塑料光纤预聚棒;
[0085](5)加热,将塑料光纤预聚棒拉制成所需直径的塑料光纤,得到纳米材料改性的塑料光纤。
[0086]本发明通过高压反应釜得到活性高的纳米助剂,能够在聚合物分子链上均匀引入稀土离子和氟例子,使分子链间形成二维甚至三维交联,减小材料的氢键化程度,可以提高聚合物材料的Tg温度,并降低吸水率、提高阻燃性;同时,该助剂能够提高产品的力学性能,提高流变分散效果,降低吸水率,减少被污染的几率;另外,还可以提高PMMA聚合物的均匀性,减少聚合物的无序相和结晶相等,使产品保持较低的损耗。
[0087]本实施例得到的上述纳米材料改性的塑料光纤玻璃化转变温度为139°C,自然光透过率为95%,吸水率为0.06%,耐热性好、吸水率低,适用范围得到提升。
[0088]对比实施例一
[0089]一种纳米材料改性的塑料光纤,由94重量份甲基丙烯酸甲酯和0.3重量份纳米助剂制成,所述纳米助剂由3重量份三氟乙酸钇的PH为1.5?2.0的溶液在70°C的高压釜中反应I小时制成。上述纳米助剂的平均粒径为120nm。
[0090]上述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,包括以下步骤:
[0091 ] (I)称取3重量份三氟乙酸钇溶解于乙醇和水的混合溶液中,用浓度为I?6mo 1/L硝酸调节PH为1.5?2.0,形成混合液;
[0092](2)将混合液加入高压釜中直至填充高压釜体积的1/2,密封,在70°C的条件下反应I小时;
[0093](3)将高压釜中的得到的产品在80°C烘干,用乙醇清洗3次,干燥,粉碎,得到所述纳米助剂;
[0094](4)称取0.3重量份所述纳米助剂混合在94重量份甲基丙烯酸酯类单体中,85 °C加热24小时聚合成塑料光纤预聚棒;
[0095](5)加热,将塑料光纤预聚棒拉制成所需直径的塑料光纤,得到纳米材料改性的塑料光纤。
[0096]本实施例得到的上述纳米材料改性的塑料光纤玻璃化转变温度为115°C,自然光透过率为97%,吸水率为0.07%。本实施例为单独采用三氟乙酸乾作为助剂的情况,单一的三氟乙酸钇可以有效降低吸水率,但是分散性不好,均匀性差,对玻璃化转变温度的改善有限。
[0097]对比实施例二
[0098]一种纳米材料改性的塑料光纤,由94重量份甲基丙烯酸甲酯和0.3重量份纳米助剂制成,所述纳米助剂由92重量份正硅酸四乙酯的PH为1.5?2.0的溶液在70 °C的高压釜中反应I小时制成。上述纳米助剂的平均粒径为50nm。
[0099]上述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,包括以下步骤:
[0100](I)称取92重量份正硅酸四乙酯溶解于乙醇和水的混合溶液中,用浓度为I?6mol/L硝酸调节PH为1.5?2.0,形成混合液;
[0101](2)将混合液加入高压釜中直至填充高压釜体积的1/2,密封,在70°C的条件下反应I小时;
[0102](3)将高压釜中的得到的产品在80°C烘干,用乙醇清洗3次,干燥,粉碎,得到所述纳米助剂;
[0103](4)称取0.3重量份所述纳米助剂混合在94重量份甲基丙烯酸酯类单体中,85°C加热24小时聚合成塑料光纤预聚棒;
[0104](5)加热,将塑料光纤预聚棒拉制成所需直径的塑料光纤,得到纳米材料改性的塑料光纤。
[0105]本实施例得到的上述纳米材料改性的塑料光纤玻璃化转变温度为130°C,自然光透过率为85 %,吸水率为0.09% ο本实施例为单独采用正娃酸四乙酯作为助剂的情况,单一的正硅酸四乙酯可以有效提高玻璃化转变温度,在一定程度上降低吸水率,但是会对自然光透过率带来不利的效果。
【主权项】
1.一种纳米材料改性的塑料光纤,其特征在于,所述塑料光纤由90?99.9重量份甲基丙烯酸酯类单体和0.1?10重量份纳米助剂制成,所述纳米助剂由I?10重量份三氟乙酸钇与90?99重量份正硅酸四乙酯的混合液在60?80 0C的高压釜中反应0.5?10小时制成。2.根据权利要求1所述的纳米材料改性的塑料光纤,其特征在于,所述塑料光纤由92?95重量份甲基丙烯酸酯类单体和0.2?0.5重量份纳米助剂制成,所述纳米助剂由I?5重量份三氟乙酸钇与90?95重量份正硅酸四乙酯的混合液在65?70°C的高压釜中反应I?3小时制成。3.根据权利要求1所述的纳米材料改性的塑料光纤,其特征在于,所述甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸苯酯。4.根据权利要求1所述的纳米材料改性的塑料光纤,其特征在于,所述纳米助剂的平均粒径为50?lOOnm。5.根据权利要求1所述的纳米材料改性的塑料光纤,其特征在于,所述混合液的PH为I.5?2.006.如权利要求1-5任一项所述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)称取I?10重量份三氟乙酸钇溶解于乙醇和水的混合溶液中,加入90?99重量份正硅酸四乙酯,用硝酸调节PH为1.5?2.0,形成混合液; (2)将混合液加入高压釜中直至填充高压釜体积的I/2?2/3,密封,在60?80V的条件下反应0.5?10小时; (3)将高压釜中的得到的产品烘干,用乙醇清洗,干燥,粉碎,得到所述纳米助剂; (4)称取0.1?10重量份所述纳米助剂混合在90?99.9重量份甲基丙烯酸酯类单体中,加热聚合成塑料光纤预聚棒; (5)加热,将塑料光纤预聚棒拉制成所需直径的塑料光纤,得到纳米材料改性的塑料光纤。7.根据权利要求6所述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,其特征在于,所述硝酸的浓度为I?6mol/L。8.根据权利要求6所述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)的烘干温度为60?90°C。9.根据权利要求6所述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)的乙醇清洗次数为3?6次。10.根据权利要求6所述的纳米材料改性的塑料光纤的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)的温度为80?900C,加热时间为12?48小时。
【文档编号】C08F2/44GK106046223SQ201610533827
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】陈伟
【申请人】江西井圣塑料光纤科技协同创新有限公司
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