|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Фотоотверждаемые композиции для волоконных световодов |
Ручка "Помада". 
Коврик для запекания, силиконовый "Пекарь". 
Фонарь желаний бумажный, оранжевый. Батталов Э.М., Прочухан Ю.А. Интенсивное развитие новых технологий потребовало создания специальных покрытий для защиты оптического волокна от внешних физико-химических воздействий. В начале разработок систем связи на волоконно-оптических элементах (1965-1979 гг.) выбор материалов для покрытий оптических волокон был весьма ограничен и включал в себя в основном такие материалы, как тефлон, лаки, полиолефины, силоксановые эластомеры. Для нанесения таких материалов требуется достаточно сложное технологическое оборудование (экструдеры, специальные термопечи и др.), и сам процесс довольно длителен. В 1980-е гг. сотрудниками фирмы GAF Corp., A Bell Labor., Eas m. Kod. Co, работающими над созданием полимерных покрытий, были получены различные составы олигомеров, чрезвычайно быстро отверждающиеся под УФ-облучением. Это привело к упрощению технологии производства волоконных световодов и существенному снижению затрат. УФ-отверждаемая композиция для оптических волокон должна отвечать следующим требованиям: не содержать высоколетучих токсичных компонентов, обладать требуемой вязкостью, быть однокомпонентной, иметь незначительную усадку в результате полимеризации. Покрытие на основе такой композиции должно наноситься на оптическое волокно в процессе вытяжки со скоростями более 30 м в минуту, обеспечивать его механическую прочность и работоспособность в широком интервале температур. Материал на основе фотоотверждаемых композиций не должен влиять на передаточные характеристики оптического волокна, что может быть вызвано, например, усадкой при полимеризации, неоднородностью структуры, недостаточной устойчивостью к механическим, химическим, термическим условиям эксплуатации. Фотоотверждаемые композиции имеют большое будущее и в других областях науки и техники (например, для офсетных красок, оптических дисков, декоративных материалов и др.). Однако удельный вес фотоотверждаемых композиций, по сравнению с другими полимерами, пока невелик. Мировое потребление покрывных материалов составляет 20 млн. тонн в год, и при этом ежегодно в атмосферу выбрасываются 8 млн. тонн растворителей. Альтернативные экологические лакокрасочные материалы, отверждаемые под действием излучения (УФ и электронного), занимают меньше 1 % от общей массы . В настоящей работе приведены данные, касающиеся химии и технологии фотоотверждающихся композиций, нашедших применение в производстве оптических световодов. Такие свойства оптических волокон (0В), как, например, оптические потери за счет микроизгибов, дифференциальных механических и температурных изменений, стойкость к воздействию факторов окружающей среды, прочность на разрыв, во многом определяются типом защитного покрытия . Основным материалом 0В является кварцевое стекло. Теоретически оно является одним из наиболее прочных материалов (14000 Н/мм2), но на практике такая прочность редко реализуется из-за чрезвычайно быстрой деградации поверхности стекла, в частности, вследствие развития микротрещин . Поэтому в процессе формирования оптического волокна защитное покрытие должно наноситься на 0В в течение 1-2 секунд (и менее).
Первые покрытия для 0В представляли собой силиконовые масла, целлюлозные лаки, полиуретаны, силиконовые каучуки и некоторые другие . Большинство этих материалов не обеспечивало достаточно эффективной защиты 0В и ограничивало скорость нанесения покрытия. Указанные трудности были успешно преодолены благодаря внедрению композиций, полимеризующихся под действием УФ-облучения. УФ-отверждение является фотохимическим процессом, при котором мономеры (олигомеры) подвергаются полимеризации и (или) сшиванию. УФ-полимеризуемые композиции содержат фотоинициатор (сенсибилизатор), который поглощает УФ-энергию и инициирует полимеризацию мономеров . Скорость фотополимеризации зависит от нескольких факторов : от химического строения соединений, входящих в состав композиции: каждый мономер (олигомер) отверждается с различной скоростью, связанной с его реакционной способностью, а также с количеством и активностью фотоинициатора (сенсибилизатора); от толщины слоя покрытия: чем толще слой, тем больше время его экспозиции под УФ-облучением. К тому же количество поглощенной энергии света падает экспоненциально с глубиной отверждаемого слоя. Например, если слой толщиной 1 мм поглощает 90 % падающей энергии, то следующий слой в 1 мм поглощает уже 90% остатка, то есть 9 % исходного количества энергии. Чтобы привести количество энергии во втором слое к эквивалентному (с первым слоем) количеству, необходимо увеличить исходное освещение в 10 раз. Таким образом, двукратное увеличение толщины отверждаемого слоя требует 10-кратного повышения интенсивности УФ-облучения; от количества световой энергии, приходящейся на единицу поверхности покрытия: до определенного момента скорость отверждения растет с увеличением количества энергии, приходящейся на единицу поверхности. Например, увеличение указанной энергии в 2 раза может привести к 3-х, 4-х или 10-кратному росту скорости отверждения. Отсюда следует, что для повышения скорости отверждения лучше использовать одну более мощную лампу, чем две меньшей мощности; от спектра источника излучения: спектры поглощения фотоинициатора (сенсибилизатора) и мономера (или других добавок) не должны совпадать. С другой стороны, спектр излучения должен совпадать со спектром возбуждения фотоинициатора. Ртутные лампы среднего давления излучают в широком интервале длин волн (180-400 нм), поэтому они пригодны практически для всех процессов УФ-отверждения. Для системы, содержащей жидкую УФ-отверждаемую композицию, полимеризующуюся только в присутствии фотоинициатора, процесс УФ-отверждения как свободно-радикальной полимеризации может быть описан схемой, включающей элементарные стадии инициирования, роста и обрыва цепей . Рассмотрим расчет энергии фотополимеризации, необходимой для нанесения покрытия на 0В . В начале происходит поглощение фотона инициатором S, переход последнего в возбужденное состояние, распад которого сопровождается генерированием свободных радикалов R' S hv >S , S >2R S . Пусть фотоинициатор имеет концентрацию (моль/л) и поглощает УФ-излучение около длины волны l (нм). Тогда, учитывая соотношение энергетического баланса для процесса покрытия волокна, проходящего через сфокусированную УФ-излучающую систему, можно получить следующее выражение: , где W - мощность источника света, Вт; D и d - диаметры покрытого и непокрытого волокна, соответственно, мкм; - эффективность инициирующей системы; Vf - скорость вытяжки, м/с.
Видно, что необходимая мощность источника линейно связана со скоростью вытяжки 0В с покрытием. УФ-отверждаемые композиции на основе эпоксиакрилатов были описаны ещё в 1958 г. . Они не предназначались специально для защиты 0В, но показали высокие скорости фотополимеризации и хорошие эксплуатационные свойства полимеров. Это позволило позднее использовать их в качестве УФ-отверждаемых композиций для 0В. Так, авторы использовали бромированный бисфенол, который этерифицировали акриловой кислотой в присутствии диглицидилового эфира 1,4-бутандиола, гидрохинона и диэтиламиноэтанола. К полученной композиции добавляли фотоинициатор и силановую адгезионную добавку. Такая композиция позволяет покрывать 0В защитным полимерным покрытием со скоростью до 25 м/мнн. Способ синтеза олигомеров, в частности, эпоксиакрилатов, достаточно отработан и поддается простому контролированию хода реакции по кислотному или эпоксидному числу, а также по изменению динамической вязкости продукта . Известна эпоксиакрилатная фотоотверждаемая композиция, содержащая до 40% диакрилатов и имеющая высокую скорость полимеризации. Строение основного компонента, полученного этерификацией эпоксиолигомеров акриловой кислотой, авторы выражают следующей формулой: Аr, X-алкилэфирные остатки. УФ-отверждаемые олигомеры на основе эпоксиакрилатов могут подвергаться дальнейшей модификации. Так, проведены реакции эпоксиакрилатов с полиаминокислотами , причем синтез последних осуществляли реакцией диангидрида тетракарбоновой кислоты и диамина, содержащего фенольные гидроксильные группы. Для синтеза олигомеров на основе эпоксиакрилатов применяют различные классы эпоксиолигомеров. Например, УФ-отверждаемые эпоксиакрилатные олигомеры на основе алифатических эпоксидных смол (ДЭГ-1, ТЭГ-17) с фотоинициаторами (производные бензофенона) использовали для защиты 0В . Покрытия показали себя как высокоэффективные, защитно-упрочняющие материалы для сохранения оптических и механических свойств волоконных световодов. Важным свойством этого покрытия явилась способность к взаимодействию олигомера во время фотополимеризации с поверхностью кварцевой нити, в результате чего прочность световода увеличивается в несколько раз. При образовании покрытия на поверхности оптического волокна возможны следующие химические реакции с образованием химических связей Si-O-C на границе раздела «кварц-полимер»: Полимерные оболочки оптических волокон в зависимости от состава УФ-отверждаемой композиции по-разному влияют на прочность оптического световода. В работах приведены измерения прочности на разрыв световодов, покрытых силиконовым термоотверждаемым эластомером «Sylgard-182», эпоксиуретанакрилатным покрытием фирмы «DeSo o 950X131» и эпоксиакрилатным покрытием. В экспериментах фиксировали относительное удлинение волоконных световодов в зависимости от нагрузки. Наибольшее значение прочности на разрыв имеют световоды с эпоксиакрилатной оболочкой, причем упрочняющий эффект зависит от молекулярной массы олигомера и концентрации свободных эпоксидных групп (в эпоксиакрилатном олигомере содержатся как моно-, так и диакрилаты).
Например, в одном эксперименте на станции «Скайлэб» исследовалось влияние невесомости на структуру сплава медь алюминий при направленном затвердевании. В доставленных из космоса образцах количество дефектов уменьшилось на 1220P%. В другом эксперименте на станции «Скайлэб» и МА 131 при совместном полете кораблей «Союз» и «Аполлон» исследовалось получение двухфазных эвтектик галогенидов (NaClNaF в первом случае и NaClLiF во втором). При затвердевании такой эвтектики одна из фаз (NaF или LiF) может образовать нити, внедренные в другую фазу как в матричный материал. Подобные эвтектики могут найти применение в качестве волоконных световодов[8] для инфракрасной области спектра. Нитеподобные эвтектики, произведенные на Земле, обладают большим количеством дефектов, возникновение которых связано с колебательными конвекционными движениями в жидкости. Структура эвтектик галогенидов, полученных в космосе, оказалась более совершенной, что привело к улучшению их технических характеристик. Так, коэффициент пропускания света для образца первого типа возрос в 40 раз, а второго типа в 2 раза по сравнению с аналогичными образцами, выращенными на Земле
1. Венок Кобзарю - литературно-музыкальная композиция
2. Т.Гарди, "Тэсс из рода д`Эрбервиллей" (героиня, конфликт, композиция)
3. Архитектоника и композиция романа Патрика Зюскинда "Das Parfum"
4. Волоконно-оптические линии связи
5. Волоконно-оптические гироскопы
9. Реконструкция волоконно-оптической линии связи
10. Об особенностях композиции современной христианской проповеди
11. Композиция романа Э. Хэмингуэя (Прощай, оружие!)
12. Анализ эпизода литературного произведения: композиция, содержательные функции художественной детали
13. Особенности композиции стихотворения А. Блока «Незнакомка»
14. Композиция и ее роль в раскрытии идеи "Слова о полку Игореве"
15. Тематика и композиция поэмы Гесиода "Труды и Дни"
16. Особенности композиции одного из произведений русской литературы XIX века
Набор детской складной мебели "Познайка". 
Подставка для канцелярских принадлежностей "Attache", 7 секции, металлическая сетка, 110x165x175 мм, цвет. 
Кружка-хамелеон "Сова", 330 мл. 17. О композиции первого тома поэмы Н.В.Гоголя «Мертвые души»
18. Особенности композиции одного из произведений русской литературы XIX века
19. Лазерный прибор для измерения среднего диаметра волокон в их группе
20. С пятиклассниками о понятии композиции
21. Волоконно-оптические системы
26. Значение химии в создании новых материалов, красителей и волокон
27. Особенности композиции романа А.Платонова "Чевенгур"
28. Волоконно-оптическая система передачи
29. Прокладка волоконно-оптических кабелей в пластмассовых трубопроводах
30. Волоконно-оптическая система передачи
31. Композиция картины Сурикова „Меншиков в Березове"
32. Образное содержание парковых композиций
Ручка перьевая "Velvet Prestige", синяя, 0,8 мм, корпус хром/золото. 
Накидка Ritmix RAO-1317. 
Набор капиллярных ручек "Triplus 334", 36 цветов. 33. Тенденции и перспективы в разработке композиций вспучивающихся огнезащитных покрытий
34. Композиция ораторского выступления
35. Подсистема выделения текстильных волокон в задачах экспертизы
36. Проект волоконно-оптичної лінії зв’язку між пунктами Запоріжжя - Васильовка
37. Разработка блока управления фотоприёмником для волоконно-оптических систем передачи информации
41. Композиційні закономірності творів образотворчого мистецтва
42. Особенности композиции романа "Герой нашего времени"
44. Сюжет и композиция "Мертвых душ". Почему автор назвал свое произведение поэмой?
45. Композиция очерка И. Бунина "Тень птицы"
Ростомер говорящий "Теремок". 
Подставка для ножей, 11x22 см, лавандовый. 
Наклейка зеркальная "Бабочки", 30x40 см. 50. Модифицирующее вещество для пропитки древесины, придающее огнестойкость композиции
51. Підвищення ефективності експлуатації свердел під час обробки композиційних матеріалів
52. Волоконно-оптичні сенсори контролю шкідливих хімічних компонентів
