光纤缆线组件的制作方法_5

文档序号:9848213阅读:来源:国知局
湿气中的一者或两者。如果采用高温,那么其通常在环境与可 为50°C或甚至更高之间持续一段时间,使得冲击改性聚合物达到所需交联程度。作为另一 实例,当ΜΑΗ官能化弹性体用作可交联冲击改性聚合物时,冲击改性聚合物可在挤压聚合掺 合物期间采用的高温下交联。
[0125] 光纤缆线
[0126] 在各种实施例中,可制备包括至少一种由本文所述的聚合物掺合物制成的挤制光 学保护组件并且并入至少一种光纤传输介质的光纤缆线。
[0127] 常见宽松缓冲管光纤缆线设计的横截面图示于图1中。在光纤缆线1的这一设计 中,缓冲管2以径向位于中心强度构件4的周围,并且沿轴向长度向管螺旋旋转。螺旋旋转使 缆线弯曲而不会明显拉伸管或光纤6。
[0128] 如果需要减少数量的缓冲管,那么可使用发泡填充棒10作为低成本间隔物来占据 一或多个缓冲管位置以维持缆线的几何形状。缆线护套14 一般由聚乙烯基物质制造。
[0129] 缓冲管通常填充有光缆线润滑脂或凝胶。各种凝胶化合物为可商购的,其中多数 为并有烃油的烃基润滑脂。其它的为基于聚合物的并且使用低粘度聚合物,其用烃油和其 它添加剂调配以达到甚至更低粘度以便于填充。这些润滑脂和凝胶在围绕纤维的最接近的 环境中提供所需悬浮和保护,包括消除气隙。此填充化合物(还称为"凝胶"或"润滑脂")针 对不利于光学传输性能的渗水提供屏障。
[0130] 在为达到较低粘度用油调配的油基润滑脂或聚合物中,烃油通常为低分子量烃 油,其可吸收到聚合缓冲管中。吸收通常不利地影响管的机械特性,如挠曲模量和抗压碎 性。抗压碎性降低使得光纤更易于产生机械应力,由此使信号衰减增加并且增加灾难性失 效的可能性。因此,通常被称为"润滑脂相容性"的模量和抗压碎性的良好保持性以及最少 吸油量为用于制造挤制光学保护组件的聚合材料的重要性能特征。
[0131] 可能有许多其它缓冲管缆线设计。中心强度和拉伸构件的构造规模和材料、缓冲 管的尺寸和数量以及金属防护层和多个护套材料层的使用均在设计要素中。
[0132] 又称为"中心管"的典型芯管光纤缆线的横截面图示于图2中。光纤22的集束24安 置于中心圆柱芯管28内接近光缆20的中心处。集束包埋于填充材料26中。阻水带32围绕芯 管表面上的开伞索30。波纹状经涂布钢筒34围绕所述带以保护集束。金属线强度构件36为 缆线提供强度和硬度。一般由聚乙烯基材料制造的护套38环绕所有组件。在这种设计中,将 机械功能并入到外鞘系统中,所述外鞘系统由以下构成:芯管、聚烯烃护套层、抗拉和抗压 强度构件、金属防护层、缆芯包带、阻水组件以及其它组件。
[0133] 芯管的直径通常大于缓冲管以便容纳光纤束或使用含有光纤的带状组件。通常使 用颜色编码的扎束物扎束并且标识纤维。芯管可围绕光纤组件含有阻水润滑脂或超吸收聚 合物成分。芯管组件的最佳材料特征通常类似于缓冲管应用的材料特征。
[0134] 典型槽心缆线设计的横截面图示于图3中。光纤缆线30包括护套48和槽心32,具有 中心构件34。中心构件防止弯曲并且控制挤制槽心轮廓形状的轴向收缩。护套和槽心通常 由聚稀经基材料制成。
[0135] 槽心具有定位有光纤38的槽36。填充棒40还可占据一或多个槽。可具有一或多个 开伞索44的阻水层42环绕槽心32。介电强度构件层46环绕阻水层。
[0136] 光纤缆线,如上述的那些光纤缆线可通常以一系列依序制造步骤制得。传输光纤 一般在初始步骤中制造。所述纤维可具有用以机械保护的聚合涂层。这些纤维可组合成集 束或带状缆线构型或可直接并入到缆线制造中。
[0137] 光学保护组件可使用挤压制造法制造。通常,单螺杆塑化挤压机在压力下将熔化 并且混合的聚合物排放到金属线和缆线十字头中。十字头会垂直于挤压机转动熔融流并且 使所述流成形为熔融组件。对于缓冲管和芯管,将一或多个光纤或纤维组合件和润滑脂馈 入到十字头的后面,并且在熔融管内离开十字头,其接着在水槽系统中冷却并凝固。最终将 此组件作为成品组件收集于卷带盘上。
[0138] 为制造包含两个或更多个材料层的组件,通常用单独的塑化挤压机将熔融组合物 馈入到多层十字头中,使其在所述十字头中成形为所需多层结构。
[0139] 通常在并入有适当成形冲模的类似型面挤压方法中挤制槽心构件和其它型面挤 压组件,并且随后与光纤组件组合以制造成品缆线。
[0140] 为控制纤维冗长,使用拉紧系统将纤维组件馈入到管制造过程中。另外,使组件材 料选择、管挤压和十字头设备以及加工条件最佳化以得到挤压后收缩并不会导致光纤组件 过度松弛的成品组件。
[0141] 随后在一或多个步骤中加工挤制光学保护组件以及如中心组件、防护层、包裹层 的其它组件以产生成品缆线结构。此通常包括在缆线线路上进行加工,其中组件装配有接 着用以施加聚合护套的制造挤压机/十字头。
[0142] 测试方法
[0143] 脆性温度
[0144] 根据ASTM D746测定脆性温度。
[0145] 密度
[0146] 根据ASTM D792测定密度。
[0147]烧曲(杨氏(Young's))模量
[0148] 根据ASTM D790测定挠曲(杨氏)模量。
[0149] 3.5%应变下的挠曲应力 [0150] 根据ASTM D790测定挠曲应力。
[0151 ]艾氏冲击强度(Izod Impact Strength)
[0152] 根据ASTM D256测定艾氏缺口冲击强度。
[0153]熔融指数
[0154] 根据ASTM D1238,条件190°C/2.16kg测量熔融指数或12,并且以每10分钟洗脱的 克数报道。
[0155] 分子量分布
[0156] 凝胶渗透色谱法("GPC")系统由配备有来自Polymer ChAR(Valencia,Spain)的 IR4红外检测器的Polymer Char GPC-IR高温色谱仪组成。数据收集和处理使用Polymer Char软件进行。所述系统也配备有在线溶剂脱气装置。
[0157] 可使用适合的高温GPC柱,如四个30cm长的Shodex HT80313微米柱,或四个30cm的 具有13微米混合孔径填料的Polymer Labs柱(Olexis LS,Polymer Labs)。样品传送室是在 140°C下操作并且管柱室是在150°C下操作。以50毫升溶剂中0.1克聚合物的浓度制备样品。 色谱溶剂和样品制备溶剂为含有200ppm 2,6-二叔丁基-4甲基苯酚("BHT")的1,2,4_三氯 苯("TCB")。溶剂用氮气鼓泡。聚合物样品在160°C下搅拌四小时。注射体积是200微升。通过 GPC的流动速率设置在1毫升/分钟。
[0158] GPC柱组通过运行21种窄分子量分布的聚苯乙烯标准品来进行校准。标准品的分 子量("MW")在580g/mol到8,400,000g/mol的范围内,且所述标准品包含于6种"混合液 (cocktail)"混合物中。每种标准混合物中的个别分子量之间具有至少十倍间隔。标准混合 物是购自Polymer Laboratories。对于等于或大于1,000,000g/mol的分子量,在50mL溶剂 中以0.025g制备聚苯乙烯标准品,并且对于小于l,000,000g/mol的分子量,在50mL溶剂中 以0.05g制备。在搅拌下在80 °C下溶解聚苯乙烯标准品30分钟。首先操作窄标准品混合物, 并且遵循最高分子量组分递减的次序以使降解最小化。使用以下方程式(1)(如Williams和 Ward,《聚合物科学杂志(J.Polym.Sci ·)》,聚合物快报(Polym.Letters),6,621 (1968)中所 描述)将聚苯乙烯标准品峰值分子量转化成聚乙烯分子量:
[0159] Μ聚乙烯=AX(M聚苯乙烯)B (方程式1)
[0160]其中Μ为聚乙烯或聚苯乙烯(如所标记)的分子量,并且B等于1.0。所属领域的技术 人员已知,Α可在约0.38到约0.44的范围内,并且如下文所论述,是在使用宽聚乙烯标准品 校准时测定的。这里将使用这一聚乙烯校准方法来获得分子量值(如分子量分布(MWD或Mw/ Μη))和相关统计定义为修改的Wi 11 iams和Ward方法。从以下方程式计算数量平均分子量、 重量平均分子量和z均分子量。
[0161] (方程式2)
[0162]
[0163] (方程式4)
[0164] 拉伸模量(正割1 % )
[0165] 根据ASTM D638测定拉伸模量。
[0166] 拉伸强度
[0167] 根据ASTM D638测定拉伸强度。
[0168] 拉伸伸长率
[0169] 根据ASTM D638测定拉伸伸长率。
[0170] 重量增加(耐润滑脂性)
[0171] 根据YD/T1118.1-2001测定重量增加。
[0172] 1.选择6个拉伸棒(ASTM D638I型)并且称重每一个棒的质量,表示为珊
[0173] 2.将润滑脂涂布于拉伸棒上
[0174] a.首先将凝胶在真空烘箱中在80°C下脱气以消除润滑脂中的任何气泡或气穴。
[0175] b.使用刀片小心地将润滑脂涂布于测试样本的仅一侧上,并且润滑脂厚度小于 lmm〇
[0176] c.接着将经涂布的样本放于板上,润滑脂表面朝上。
[0177] 3.在烘箱中老化:具有样本的板接着放于空气循环烘箱中用于老化。老化条件为 8〇°(:,持续36011。
[0178] 4.在老化之后称重拉伸棒的质量:在老化之后,从烘箱去除样本,且通过纸巾擦拭 且使其冷却到室温且调节24h,随后称重。经老化的拉伸棒的质量表示为mm,根据以下方程 式计算重量增加:
[0179]
[0180] 材料
[0181] 在下文实例中采用以下材料。
[0182] 所用聚对苯二甲酸丁二酯("PBT")为Ultradur B6550LN,其密度为1.3g/cm3并且 250°C和2.16kg下的熔融物体积流动速率MVR为9cm 3/10min,其可购自BASF Chemical Company SE,Ludwigshafen,Germany〇
[0183] 所用结晶聚丙烯为Globalene PC366-5,其具有55.3%的结晶度、0.903g/cm3的密 度和 5 · 5g/10min 的 230°C/2 · 16kg下的熔融指数。PC366-5可购自 LCY Chemical Corporation?Taipei ?Taiwan〇
[0184] 硅烷接枝的聚烯烃弹性体为ENGAGE? 8200和ENGAGE? 8402聚烯烃弹性体的掺合 物,两者均可商购自Midland,MI,USA的陶氏化学公司,其已经硅烷接枝。按整个硅烷接枝的 聚烯烃弹性体重量计,弹性体掺合物包含59重量% ENGAGE? 8200和38重量% ENGAGE? 8402 iNGAGE? 8200为熔融指数在4.0到6.0g/10min范围内且密度在0.867to 0.873g/cm3 范围内的乙烯/辛烯聚烯烃弹性体。ENGAGE? 8402为熔融指数在22.5到37.5g/10min范围内 且密度在0.899到0.905g/cm3范围内的乙烯/辛烯聚烯烃弹性体。硅烷接枝的聚烯烃弹性体 具有在5.0到8.0g/10min范围内的熔融指数、20ppm的最大水分含量和1.40到1.90重量%的 硅烷单体含量(通过FTIR测定)。
[0185] 硅烷接枝的聚烯烃弹性体掺合物经由乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)和过氧化物在 27mm 48L/D共转、啮合双螺杆挤压机上的接枝反应在反应性挤压步骤中制备,所述挤压机 在250rpm、20kg/h产出率和如下的由进料器筒起始到冲模的温度分布下操作:100°C/190 °C/230°C/230°C/230°C/230°C/230°C/230°C/190°C/190°C/190°C/190°C。接枝温度设置于 230°C。真空度设置于O.OSMPaJTMS负载水平为2重量%,且过氧化物(Luperox 101)负载水 平为0.1重量% JTMS和过氧化物在栗送到挤压机中之前充分混合。聚烯烃弹性体的接枝水 平为1.62重量%。
[0186]烯烃多嵌段互聚物为乙烯/辛烯互聚物并且目具有0.870g/cm3的目标密度和 0.5g/10min的目标熔融指数。根据关于实例编号24-28和29-40详细地描述于美国专利第7, 947,793号中的程序制备乙烯/辛烯多嵌段互聚物。乙烯/辛烯多嵌段互聚物具有以下特性:
[0187] 密度:〇.873g
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