光纤被覆材料的作用及应用技术

光纤外径只有100～150μm，而玻璃是脆性易断材料，在不加被覆材料时，由于光纤在空气中裸露，表面缺陷会扩大，并造成应力集中，因而光纤的强度极低，即使在1N（100gf）左右拉力作用时，光纤也会断裂。为了保护光纤表面，提高其拉伸强度和抗弯强度因而在拉制光纤时要给裸光纤涂覆。

1.光纤一次涂覆材料

目前已广泛使用一次涂覆材料是有机涂料，它在高温或光作用下，溶剂逐渐挥发，高聚物分子的剩余官能团之间进行反应，最后形成高度交联的热固性漆膜。主要有热固化型和光固化型的有机硅、聚氨酯、环氧树脂等。光纤被覆一般分为两层，内层交联小，比较柔软，可以缓冲光纤的微弯；外层交联大，有足够的机械强度，以保护光纤，并且能够抵抗光纤填充物中的基础油对涂层的溶涨。

对涂料基本要求：流平性能好、热膨胀系数小，而且随温度变化小，耐环境性能好，有适合强度和模量，在使用条件下不析氢，固化收缩小、吸潮小等。同时还必须考虑涂层与光纤的粘接强度和涂层的可剥离性。

1）有机硅涂料

具有耐高温、柔软、弹性好、杨氏模量小且随温度变化小、高低温性能稳定、耐紫外光、耐臭氧、耐辐射、无毒无味、使用方便等优点。是特别适合军用和高可靠的民用光纤一次涂覆层。即可采用热固化也可采用紫外光固化。

2）聚氨酯丙烯酸涂料

聚氨酯丙烯酸涂料耐磨性强、耐水、耐化学腐蚀、耐热、绝缘性好，它比有机硅涂层更薄，固化速度更快。

2.光纤二次被覆材料

光纤二次被覆是加在光纤一次被覆层或缓冲层上的保护层，它可以保持或提高光纤抗纵向和径向应力的能力，方便后面加工。二次被覆制成套塑管。套塑管分为以下三类：

①松套管：光纤在光缆中有一定的自由移动空间，这样有利于减小外界机械应力对预涂敷光纤的影响。

②紧套管：光缆中光纤无自由移动空间，紧套光纤是在光纤涂敷层外直接挤上一层合适的塑料紧套层，紧套光纤光缆直径很小，质量轻，容易剥离、敷设和连接，但较大的拉伸应力会直接影响光纤的衰减性能。

③半松半紧套管：光纤的自由移动空间介于松套管和紧套管之间。

要求二次被覆材料热膨胀系数小，短期及长期收缩小，被覆工艺易于控制，被覆管内外光滑，化学及热稳定性好，有适当的拉伸强度和杨氏模量。为适应大芯数光缆用的大松套管还要求被覆材料具有良好的抗弯折性，抗扭性和易开剥性。二次被覆材料主要有聚丙烯、尼龙12、聚酯弹性体、PBT、氟-46、纤维增强塑料、定向拉伸材料（如聚甲醛）以及液晶材料。

1）聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）

PBT材料的分子量足够大时，材料的抗张强度、弯曲强度、冲击强度、杨氏模量就高，PBT松套管就有优良的耐轴向拉力、耐径向侧压力和耐冲击力、对光纤提供最好的保护。(www.xing528.com)

PBT材料为酯类高聚物，有良好的耐溶剂、耐油、耐化学腐蚀特性，与光纤填充油膏和光缆填充油膏有很好的相容性，得到广泛应用。其主要特性：

①收缩性小；

②耐水解性强；

③线性热膨胀系数小；

④拉伸强度>55MPa，弯曲弹性模量为2.2GPa，易于加工；

⑤有良好的耐溶剂、耐油、耐化学腐蚀特性，与纤膏和缆膏有很好的相容性，结晶度高；

⑥由于PBT材料的熔体流动性好、结晶速度快、成形周期短。

2）尼龙-12

尼龙12或尼龙11与其他尼龙品种相比，密度小、摩擦系数小、硬度小、耐热冲击性好、脆化温度低（-70℃）、使用温度宽广（-50℃～+70℃），更可贵的是吸水率极低，分别为0.7%～0.9%和0.2%。

由于尼龙12或尼龙11的熔点低、熔体黏度也较低，所以可以使用一般螺杆的挤塑机挤制，成型温度较宽。可用普通螺杆加工被覆层，而其他尼龙材料必须使用突变型螺杆专用挤塑机挤制。

3）聚丙烯

优点：加工性能好、吸湿小、密度小、价廉、原料来源丰实。近年来国外开发的具有耐弯折、耐扭结、抗湿热、易开剥及低成本的改性PP，特别适用于未来的大芯输高密度型光缆。

4）光纤用液晶聚酯

它是目前最新开发的一种高性能光纤二次被覆盖材料，它的特点是高强度、高模量、低线膨胀系数。光纤用液晶聚酯必须保证在适当高强度、高模量的同时，保证低的线膨胀系数和较好的柔软性，并且易于被覆在光纤上。因而必须对常规液晶聚酯进行改性。

目前国外只有少数公司开发了这种新型光纤被覆材料，国内已研制成功用于光纤的以涤纶树脂PET为原料之一的液晶聚酯。