高速拉制光纤时影响光纤质量的因素

　　三、涂覆和固化对强度影响

　　3.1涂覆的影响

　　光纤涂层的作用是保护光纤表面不会受到机械损伤和潮气的影响并保持其原有的强度，若涂层太薄或偏心就会失去机械保护的作用。涂层的同心度在拉丝过程中容易变化，因此在拉丝中需时刻注意。下图为根据实际拉丝统计出的涂层同心度不同对光纤强度的影响。

图一 涂层同心度不同对光纤强度的影响

　　根据上图所示，当涂层的同心度小于8时，每1000KM光纤的断点数在10左右，在筛选中不会对光纤强度造成太大影响影响。而当光纤同心度达为10时，断点数为15.5。因此，光纤的同心度小于8，可以有效地减少因涂层偏心而引起光纤强度的降低。

　　涂覆过程中，另一个影响光纤强度的因素是涂层中的气泡。气泡的产生主要是因为拉丝中，光纤在模具中位置发生偏移，使得涂料形成的半月型液面发生倾斜，角度较小侧受到压力增加，气体容易被光纤带入涂层中；或者涂料温度变化，涂覆压力波动等因素都会在涂层产生气泡。涂层中的气泡，降低了涂层和涂层之间以及涂层和裸光纤之间的结合力。并且气泡的存在增加了涂层在受到拉力情况下，产生裂纹的可能性，最终导致光纤强度降低。

　　3.2固化系统的影响

　　根据实际光纤生产方法，目前广泛使用光聚作用的技术方法。利用UV辐射使得光引发剂激发成活性体（自由基或阳离子）。该活性体与预聚物和单体中的C=C双键反应，形成增长链。该增长链进一步反应，形成更长聚合物链。若有多管能度聚合物或单体存在，就会产生交联结构，最后活性体的耦合与歧化使反应终止。

　　随着技术的提高，目前生产中拉丝速度已经提高的20m/s~30m/s,光纤在固化炉的停留时间仅为0.1s~0.2s。为保证涂覆后光纤的固化效果，要求固化炉能够提供足够的紫外光能，满足光引发剂激活成活性体所需要的能量。同时，在固化炉内通入一定比例的惰性气体，防止氧气对聚合物链增长的抑制，提高固化效果。

图二 与 图三

　　图2和图3对不同固化度光纤和由于氧气含量过高而引起光纤表面发粘发光纤的强度进行的统计。从图看出，当光纤的固化度的高于80%时，光纤的强度没有随着光纤固化度的升高而升高，而是呈随机性的分布。而图中，固化炉中氧含量过高造成的表面发粘的光纤，与正常光纤相比，每1000KM的断点数由12.1个升高到12.8个，没有出现较大的升高。

　　四、环境等其它因素对强度影响

　　在预制棒的运输过程和拉丝时预制棒不够准直的情况下，都有可能引起预制棒表面擦伤。当涂覆不良时，裸光纤表面也容易被涂覆口所擦伤。但一般来说，这些机械损伤在操作细心的情况下，是可以有效地避免。

　　除了上述的机械损伤外，另一个影响光纤强度的重要因素是环境中的灰尘以及石墨拉丝炉中的挥发物。这些灰尘不仅能粘附在预制棒和裸光纤表面，甚至会在炉子中形成小的颗粒，撞击预制棒的融化区，产生较大的缺陷。因此在拉丝炉中除了采用高温时挥发小的高纯石墨材料外，还必须用高纯氩气强制排气，保证炉子局部保持一定得清洁度。对于拉丝环境，除了保证整个拉丝车间的洁净度外，在拉丝塔上安装空气过滤装置保证局部100级左右的净化区域。

　　五、总结

　　通过对预制棒，拉丝炉子，涂覆固化和环境等其它因素对光纤强度的分析，可以看出，影响光纤强度的主要因素是预制棒的质量。通过对光棒表面的处理可以明显地提高光纤的强度，稳定的拉丝炉子温度，较好的涂覆质量以及良好的固化度可以提高光纤的强度。在拉丝的生产中保持拉丝环境的洁净，加强生产操作为规范，选用质量可靠的生产辅助材料，防止这些隐性的因素对光纤强度产生影响。

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