CC BY
46
28
раздел ХИМИЯ
10. Цадкин М.А., Иванова С.Р., Колесов С.В. и др. Низкотемпературный каталитический пиролиз углеводородов // Известия высш. Учебных заведений. Сер. «Химия и химич. технология-. 1987. Т.308. №7. С.84-88.
11. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия. 1971. 784с.
12. Альтшуль А.Д. Гидравлическое сопротивление. М.: Недра. 1982. 224с
13. Цадкин М.А., Иванова С.Р., Минскер К.С. и др. Нефтепереработка инефтехимия. НТИС.
М.:ЦНИИТЭнефтехим, 1988. № 5. С.38-41.
Поступила в редакцию 04.07.02. г.
УДК 541.64
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ОБОЛОЧКИ НА ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО ПО ВРЕМЕНИ ОБРАЗОВАНИЯ НЕЛИПКОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Батталов Э.М., Крамер О.Л, Сугробов. В.И, Прочухан Ю.А*
Приведена зависимость времени полной фотополимеризации эпоксиакрилового олигомера ( время облучения, достаточное для получения нелипкой полимерной поверхности ) и скорости нанесения первичной защитно-упрочняющей оболочки на оптическое волокно на основе фотополимеризуемой эпок-сиакриловой композиции во время изготовления волоконного световода.
Показано, что зная время образования нелипкой полимерной пленки можно достаточно точно предсказать скорость нанесения полимерного покрытия на изделия.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
УФ-отверждаемые композиции (эпоксиакрило-вые композиции ) синтезированы реакцией этерифи-кации эпоксидных олигомеров различной структуры (мет)акриловой кислотой. Фотоинициаторы полимеризации очищены от примесей стандартными методами. Изготовление волоконных световодов проводили на установке 8вС-1500. Диаметр оптического волокна и диаметр волокна с нанесенным покрытием контролировали через лазерные микроизмерительные приборы в процессе вытяжки. На установке использован аппликатор открытого типа. Преформа для изготовления оптического волокна рассчитана на 5 км. Источник УФ-облучения - ртутная лампа (3 Квт). Толщина оптического волокна с покрытием во всех опытах составляла 125 мкм
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Поиск новых доступных композиций для синтеза полимеров, используемых в качестве покрывных материалов, с высокими скоростями отверждения (полимеризации ) и эксплуатационными качествами синтезируемых материалов является актуальной задачей. В качестве таких композиций широко используются фотоотвержаемые композиции, обладающие высокими скоростями фотополимеризации [1].
Эпоксиакриловые олигомеры широко используются как основа фотоотверждаемых композиций, которые в свою очередь могут найти применение в производстве волоконных световодов, оптических дисков, печатных плат, для офсетной печати, оптических клеев и т.д. Особенно нужно отметить их как исходный материал в качестве защитно-упрочняющих покрытий для оптических волокон. Прекрасные эксплуатационные характеристики подобных покрытий и доступность исходных компонентов, простота синтеза - вот что привлекают внимание исследователей.
Синтез полимерных материалов в тонких слоях при фотополимеризации олигомеров сопровождаются рядом трудностей, особенно в исследовании кинетики протекающих химических процессов. Протекание фотополимеризации (фотоотверждения) за очень короткое время (1 сек. и менее) практически не дает возможности применения стандартных методов оп-
ределения скорости полимеризации. Широко используемым для таких систем методом определения о завершении реакции полимеризации является время образования нелипкой полимерной поверхности. Контроль за образованием нелипкой полимерной поверхности осуществляется либо органолиптически ( поверхность не прилипает), либо методом отрыва липкой лентой квадратиков, предварительно надрезанных на поверхности полимера.
Испытания вновь предлагаемых композиций в реальных условиях технологии ( особенно скорость полимеризации при движении конвеера) требуют много времени и дополнительных затрат.
Предлагаемый авторами данного сообщения вариант сокращения дополнительных испытаний предлагаемых фотополимеризуемых композиций в качестве защитно-упрочняющих покрытий для волоконных световодов в производстве волоконных световодов заключается в оценке времени образования нелипкой полимерной поверхности и предварительном определении скорости нанесения полимерной оболочки на оптическое волокно при вытяжки волоконных световодов. Зная время фотоотверждения композиции при синтезе полимера по образованию нелипкой полимерной пленки можно предсказать о скорости нанесения полимерного материала на оптическое волокно при изготовлении волоконных световодов. Предлагаемый метод также может быть использован и для других целей, например, при нанесении защитного покрытия на оптические диски, при фотопечати и в других условиях конвеерного нанесения защитного полимерного материала на различные субстраты.
Авторами были определены [2] времена образования полимерных пленок с использованием некоторых фотоинициаторов при полимеризации эпоксиакрилового олигомера. Скорости изготовления волоконного световода с использованием этих олигомеров для защиты оптического волокна были определены экспериментально на установке 8вС-1500. Толщина полимерной пленки одинакова (50 мкм) как в случае полимеризации исходного олигомера в тонких слоях при синтезе полимерной пленки, так и в случае нане-
А
Батталов Эдвард Миндиахме тович — к.х.н., старший научный сотрудник лаборатории радикальной полиме ризации Института орга-ниче ской химии УНЦ РАН
Прочухан Юрий Анатоль евич - д.х.н., профе ссор.
Сугробов Вяче слав Игор евич - инжене р КБ «Каб ель;
Вестник Башкирского университета 2003 №1
29
сения защитной оболочки на оптическое волокно при технологии волоконного световода.
При использовании фотоинициатора полимеризации изобутилового эфира бензойной кислоты достигается максимальная скорость фотоотверждения эпоксиакрилового олигомера. и соответственно скорость изготовления волоконного световода. Бензофе-нон также может быть использован в качестве фотоинициатора сшивания, однако скорость фотополимеризации в этом случае заметно меньше. На рисунке 1 приведены зависимости скорости нанесения полимерной оболочки на оптическое волокно и времени образования нелипкой полимерной поверхности из одного и того же олигомера при разных концентрациях фотоинициаторов. Видно. что такие зависимости носят линейный характер. Зная, что неизвестная композиция для нанесения в качестве защитно-упрочняющего покрытия оптического волокна образует нелипкую поверхность за определенное время, можно предсказать на основании рисунка, какая в самом деле будет скорость нанесения полимерной пленки на субстрат. Например, предлагаемый фото-полимеризуемый олигомер обраовывает нелипкую
пленку за 5 сек., тогда откладывая это значение на оси времени образования нелипкой пленки приведенного рисунка, находим скорость нанесения этой композиции на оптическое волокно при изготовлении волоконного световода (100 м/мин). Причем, неважно, каким способом отверждается исходный олигомер - фото- или термическим инициированием. В принципе такой подход будет приемлимым для любой производственной схемы, где применяются беспрерывный способ изготовления материалов с полимерным покрытием. Вероятно, нужно будет учесть только мощности применяемых УФ-источников света, в какой среде проводится полимеризация и т.д.
Нужно подчеркнуть, что приведенные данные для предварительного определения скорости нанесения полимерных слоев на субстрат исходя из времени образования нелипкой полимерной поверхности не затрагивают свойств материалов.
Таким образом, предложен простой способ определения возможной скорости нанесения вновь разработанных полимерных покрытий на субстрат исходя из экспериментально легко определяемых времен образования нелипкой полимерной поверхности.
время образования нелипкои пленки, с
Рис.1. Зависимость
скорости нанесения полимерной оболочки от времени образования нелипкой пленки. 1- БФ, 2 - ИБЭБ.
ЛИТЕРАТУРА
1.Ю.М.Сивергин, С.М.Усманов Синтез и свойства олигоэфир(мет)акрилатов.М.Химия.200-.С.383.
2. Э.М.Батталов, В.И.Сугробов, Г.В.Леплянин. Пластические массы.№ 5.1989.С. 11.
Поступила в редакцию
