专利名称：一步完成突变型有机聚合物光导纤维的制备方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于高速光通讯网络中的宽带接入网领域与信息通讯的多媒体材料技术 领域，涉及有机聚合物光导纤维的制备，特别涉及利用多层精密共挤出法，连续多层共挤出 一步完成突变(Si)型有机聚合物光导纤维的制备方法及适用于该方法的装置。
背景技术：
现代通讯正以突飞猛进的速度向高速、大容量方向发展。多媒体通讯的兴起要求 其传输的信息量大。为此对接入网的带宽的要求与日俱增。故需把通讯网络，特别是家庭 接入网拓宽，使之适合于通讯高速公路的需要。目前，光纤通讯发展极为迅速，其触角已经 遍及邮电通讯主干线、铁路、电力系统、广播电讯、交通系统、计算机网络、军事、工业企业内 部通讯等领域。但利用无机光导材料为光信息的传输介质在家庭接入网中，却遇到了综合 价格高、维护和安装费用昂贵等难题。所以目前世界各国均采用光纤到路边的方式(FTTC)。 即采用玻璃光纤与电缆混合接入网。由于受到电缆的低速限制，致使整个网络系统出现瓶 颈效应，所以无法实现高速运行。这便是人们所熟知的“最后一英里问题”。已成为阻碍信 息高速公路直达千家万户最大的难题之一。可提供宽带接入业务的传输媒质包括双绞线、同轴电缆、石英光纤和有机聚合物 光导纤维。石英光纤能完全满足带宽和电磁兼容性的要求，但其芯径很小(8 65μπι)，连 接中要求较高的对准精度，从而给连接带来诸多不便，成本高是阻碍其在短距离通信网络 中应用的主要因素。因此，在短距离的通信网络中通常使用双绞线。双绞线的成本较低，但 带宽小、损耗大、电磁兼容性差。有机聚合物光导纤维在高速短距离通信网络中具有显著竞 争力，它在IOOm范围内带宽可达近百MHz，而成本与双绞线相当。有机聚合物光导纤维的 芯径大(0. 5 Imm)，连接时易于对准，可以使用廉价的注塑连接器，因而有机聚合物光导 纤维的连接简便且成本低。另外，有机聚合物光导纤维的重量轻，可挠性好，易于在狭窄的 空间内铺设。因此，有机聚合物光导纤维将成为实现光纤到家(FTTH)的理想的终端传输媒 质，并可直接用于工业控制，成为工控网络的传输媒质。近年来，有机聚合物光导纤维在照明、灯饰、太阳能的利用等领域又有了新的应 用。从而使有机聚合物光导纤维的需求量大幅度增长。在这些领域中，有机聚合物光导纤 维不但需要有较好的传光性能，同时要求有机聚合物光导纤维有更好的柔韧性，以便满足 在上述领域的使用过程中的需要。另外，聚合物光导纤维应用在工业控制和通讯领域时，必 需将聚合物光导纤维进行外包覆保护才能正常使用。因此还需在柔韧层之外增加一层包覆 层，该包覆层可以是不透明的有机聚合物，选择包覆材料可根据光导纤维的使用环境来确 定。目前，通行的办法是分两步工艺完成聚合物光导纤维的制备和包覆。第一步是通过螺 杆机共挤的方法制备聚合物光导纤维，聚合物光导纤维的包覆层的包覆是采用另外的包覆 机组完成的。因此，制备完整的有机聚合物光缆(含包覆层的光纤)需要两步才能完成。 本发明提出连续多层共挤出一步完成突变型聚合物光导纤维的制备和包覆。该突变型聚合 物光导纤维是由η层有机聚合物以同心圆的结构组成，芯层采用传光性能优良的聚合物材料，皮层(紧挨着芯层的)由折射率低于芯层材料的透明材料制备，且与芯层材料有较好的 相容性，这样会避免芯层和皮层形成明显的界面。皮层外增加一层柔韧层，以满足韧性的需 要。最后增加一层外保护层(包覆层)包覆材料仅取决于使用环境对聚合物光导纤维的要 求(没有透明度的要求)，如在汽车中使用光导纤维，则需要耐热的包覆材料。由于每一层 使用材料的目的不同，所以材料的物性也大不相同。因此在共挤出时，不同种类材料的黏 度、流变性能、乃至材料的相容性均有所差异，所以势必影响有机聚合物光导纤维的光学性 质，而且由于机械的波动、进料量的不稳定等因素的影响，导致通常制备的有机聚合物光导 纤维的纤芯波动较大(大于2%)，光损耗也大(彡400dB/km)，为克服上述已存在缺点，本 发明提出的连续多层共挤的技术，是在每台螺杆挤出机中添加定量控制装备来达到对每层 物料的定量控制，一步完成突变型(Si)聚合物光导纤维的制备和包覆的生产。
发明内容
本发明的目的在于利用多层精密共挤出法，提供一种连续多层共挤出一步完成突 变(Si)型有机聚合物光导纤维的制备和包覆的方法。本发明的再一目的在于提供一种可实现上述目的的精密控制制备多层有机聚合 物光导纤维的组合装置。本发明的连续多层共挤出一步完成突变(Si)型有机聚合物光导纤维的制备和 包覆的方法，是在精密控制制备多层有机聚合物光导纤维的组合装置上实现的，所述的精 密控制制备多层有机聚合物光导纤维的组合装置是在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的物 料出口与共挤模头的入口之间安装有有机聚合物熔体齿轮泵。精确控制物料流出量的装 置-有机聚合物熔体齿轮泵起到了稳定纤芯波动的重要作用。有机聚合物熔体齿轮泵主要 是由两个相同的相互啮合的设计精密的齿轮组成，具有单独的驱动电机，理想情况下是一 种容积式输送设备。有机聚合物熔体齿轮泵显著的稳压效果为实现精密挤出有机聚合物成 型过程提供了有力的技术保障。常规的单螺杆挤出机主要完成物料的熔融、建压和挤出，但 由于在挤出工艺过程中，有机聚合物物料加料量的不均勻、机筒和机头温度的波动、螺杆转 速的脉动等现象的发生是很难避免的，这些都会造成挤出的有机聚合物物料量的不均勻， 导致牵引拉制的光导纤维的纤径波动严重，影响了纤维的质量。本发明的精密控制制备多层有机聚合物光导纤维的组合装置包括螺杆挤出机、有 机聚合物熔体齿轮泵、共挤模头、牵引设备和收丝设备，如图3所示；在螺杆挤出机的物料出口与一具有η层同芯环形的共挤模头的入口之间安装有 有机聚合物熔体齿轮泵，在共挤模头的出口前方安装有纤维牵引设备和收丝设备；所述的螺杆挤出机是η台，且每台螺杆挤出机的物料出口与所述的具有η层同芯 环形的共挤模头的入口之间都安装有有机聚合物熔体齿轮泵；上述的η为彡2，优选2彡η彡4。所述的螺杆挤出机11为> 2台时，所对应的具有η层同芯环形的共挤模头具有相 同的η层，且每一台螺杆挤出机的有机聚合物熔体齿轮泵的出口端各自对应于具有η层同 芯环形的共挤模头的各层入口。所述的有机聚合物熔体齿轮泵是由两个相同的相互啮合的齿轮组成，且该相互啮 合的齿轮与驱动电机相连接。
所述的螺杆挤出机是单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。本发明的精密控制制备多层有机聚合物光导纤维的组合装置通过有机聚合物物 料在各自的螺杆挤出机中加热熔融后，通过各自的螺杆挤出机分别经同芯环形的共挤模头 的各层的各自出口同步挤出，经共挤模头的机头出口后，并经牵引设备(如牵引机)拉伸， 得到同心圆柱体结构的多层有机聚合物光导纤维。如需制备η层有机聚合物光导纤维。首先则需准备η台螺杆挤出机，每台螺杆挤 出机的物料出口端连接一台有机聚合物熔体齿轮泵。η台有机聚合物熔体齿轮泵的出口端 连接到同一个同芯环形的共挤模头上。从同芯环形的共挤模头出来的圆柱型有机聚合物圆 棒经牵引机拉伸、再经收丝机收丝，得到η层有机聚合物光导纤维。本发明的连续多层共挤出一步完成突变(Si)型有机聚合物光导纤维的制备和包 覆的方法为将具有不同物性的芯层聚合物材料、反光层聚合物材料分别置于各自的螺杆挤出 机中加热熔融后；或将具有不同物性的芯层聚合物材料、反光层聚合物材料、柔韧层聚合物材料分别 置于各自的螺杆挤出机中加热熔融后；或将具有不同物性的芯层聚合物材料、反光层聚合物材料、柔韧层聚合物材料以及 包覆层聚合物材料分别置于各自的螺杆挤出机中加热熔融后；分别通过各自的螺杆挤出机和在螺杆挤出机出口处安装的有机聚合物熔体齿轮 泵，由各自的有机聚合物熔体齿轮泵的出口分别进入一具有η层同芯环形的共挤模头的各 层的进口，并分别由具有η层同芯环形的共挤模头的各自出口同步挤出，经共挤模头的机 头出口后，形成多层同心的圆棒，并经牵引设备(如牵引机)拉伸，得到同心圆柱体结构的 多层有机聚合物光导纤维。所述的芯层聚合物材料进入具有η层同芯环形的共挤模头的中心圆孔入口，反光 层聚合物材料进入具有η层同芯环形的共挤模头的第二层入口(靠近中心圆孔的第一层)， 柔韧层聚合物材料进入具有η层同芯环形的共挤模头的第三层入口(靠近中心圆孔的第二 层)，包覆层聚合物材料进入具有η层同芯环形的共挤圆管模头的第四层入口(靠近中心圆 孔的第三层)。所述的芯层聚合物材料的折射率( )大于反光层聚合物材料的折射率(Ii1)，反光 层聚合物材料的折射率(Il1)大于柔韧层聚合物材料的折射率(Il2)，包覆层仅起保护作用和 耐热作用，其折射率不作要求，可任选。即，仅要求折射率变化为no > H1 > n2。上述的η为彡2，优选2彡η彡4。如需制备η层有机聚合物光导纤维。首先则需准备η台螺杆挤出机，每台螺杆挤 出机的物料出口端连接一台有机聚合物熔体齿轮泵。η台有机聚合物熔体齿轮泵的出口端 连接到同一个同芯环形的共挤模头上。从同芯环形的共挤模头出来的圆柱型有机聚合物圆 棒经牵引机拉伸、再经收丝机收丝，得到η层有机聚合物光导纤维。所述的有机聚合物光导纤维的直径为0. 2mm 3mm。所述的有机聚合物熔体齿轮泵是由两个相同的相互啮合的齿轮组成，且该相互啮 合的齿轮与驱动电机相连接。所述的螺杆挤出机是单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
所述的芯层聚合物材料选自透明的聚合物材料，例如选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚 甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸乙丙酯、聚甲基丙烯酸乙丁酯、聚甲基丙烯酸苯酯、聚苯乙 烯、聚碳酸酯以及上述聚合物的二元或多元共聚物等中的一种。所述的反光层聚合物材料选自折射率低于芯层材料的透明聚合物或共聚物，例如 选自聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸三氟乙酯的共聚物、聚甲基丙烯酸五氟乙酯、聚甲 基丙烯酸三氟丙酯、聚甲基丙烯酸五氟丙酯、聚甲基丙烯酸七氟丙酯、聚偏氟乙烯、聚四氟 乙烯、聚六氟丙烯、聚2-氟丙烯酸六氟异丙酯、聚五氟苯乙烯、聚全氟二乙烯氧基甲烷以及 上述聚合物的二元或多元共聚物等中的一种。所述的柔韧层聚合物材料选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚2-氟丙 烯酸六氟异丙酯、聚五氟苯乙烯、聚全氟二乙烯氧基甲烷以及上述聚合物的二元或多元共 聚物等中的一种。所述的包覆层聚合物材料采用的有机聚合物可以是透明的也可以是不透明的，可 根据使用的环境要求选择，例如选自聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚氨酯以及上述聚合物 的二元或多元共聚物等中的一种。通常聚合物SI光导纤维是由两台螺杆挤出机经共挤工艺制备，然后再由另一套 螺杆挤出机机组完成光导纤维的包覆过程。本发明提出的多层共挤的工艺，在两层的基础 上，增加一层柔韧层，提高了聚合物光导纤维的柔韧性。此层包裹在光导纤维的外层，从而 不影响产品的通光性能，再增加外保护层(包覆层)，形成多层结构，从而使聚合物光导纤 维的制备和包覆过程在同一机组上同时完成。由于不同物种的流变性能不同，导致聚合物 光导纤维的生产难于精密控制，为克服这个问题，本发明通过在所用的每台螺杆挤出机上 添加定量控制装备，完成了对生产聚合物光导纤维的精密控制。本发明的优势在于在螺杆挤出机的出口与同芯环形的共挤模头的入口之间安装 了有机聚合物熔体齿轮泵，物料通过有机聚合物熔体齿轮泵后，可大幅度减弱上游的波动， 起到稳压和定量的作用。各层的物料被定量和稳定的送入同芯环形的共挤圆管模头，后经 牵引得到所需尺寸的多层光导纤维。本发明的方法能一步完成有机聚合物光导纤维的制备，能精密控制有机聚合物光 导纤维的生产，能实现批量生产有机聚合物光导纤维。本发明的精密控制制备多层有机聚 合物光导纤维的组合装置通过在传统的螺杆挤出机上添加定量控制装备，能完成对生产有 机聚合物光导纤维的精密控制，达到了提高有机聚合物光导纤维的品质，如传输特性的提 高，纤芯直径的波动减低。满足通讯级有机聚合物光导纤维的要求。利用本发明的方法及装置，对不同有机聚合物物料的挤出生产过程能够进行定量 控制，从而保证了有机聚合物光导纤维的波导完美性，即有效降低有机聚合物光导纤维的 几何尺寸的波动(纤芯波动小于2%)，提高了有机聚合物光导纤维的光学性能(光损耗 彡 200dB/km)。
图1.本发明实施例1制备得到的三层有机聚合物光导纤维的截面示意图。图2.本发明实施例2制备得到的四层有机聚合物光导纤维的截面示意图。图3.本发明的精密控制制备多层有机聚合物光导纤维的组合装置示意图。
附图标记A.单螺杆挤出机 B.有机聚合物熔体齿轮泵 C.共挤模头D.牵引机E.收丝设备
具体实施例方式实施例1选用三层有机聚合物光导纤维的生产对本发明进行描述，精密控制制备三层有机 聚合物光导纤维的组合装置如图3所示，包括单螺杆挤出机A、有机聚合物熔体齿轮泵B、共 挤模头C、牵引机D和收丝设备E。在3台单螺杆挤出机A的物料出口与一具有3层同芯环形的共挤模头C的入口之 间分别各自安装有由两个相同的相互啮合的齿轮组成的有机聚合物熔体齿轮泵B，且所述 的相互啮合的齿轮与驱动电机相连接；三台有机聚合物熔体齿轮泵的出口端各自对应于具 有3层同芯环形的共挤模头C的各层入口，在共挤模头C的出口前方安装有纤维牵引机D 和收丝设备E。首先将3种高聚物母粒分别置于三台单螺杆挤出机中。其中聚甲基丙烯酸甲酯 为芯层材料，聚甲基丙烯酸五氟丙酯为反光层材料，聚偏氟乙烯为柔韧层材料。装有芯层 材料的单螺杆挤出机装有反光层材料的单螺杆挤出机装有柔韧层材料的单螺杆挤出机 的物料挤出比(重量比)为8 0.5 0.5。上述物料在各自的单螺杆挤出机中被加热
230°C )熔融，上述熔融的物料分别在各自的螺杆机的工作下被分别送入到与各 自单螺杆挤出机出口处相连的聚合物熔体齿轮泵，各自的熔体齿轮泵分别将熔融的物料定 量输送到一个同芯环形的三层共挤模头的各层的进口，通过同芯环形的三层共挤模头的各 自的出口，物料被同步挤出，经共挤模头的机头出口后，形成三层同心的圆棒，同心的圆棒 再经牵引机的牵引得到直径为Imm纤维状的纤维。在整个生产制备过程中，还可以通过在 牵引机和具有三层同芯环形的共挤模头C之间安装一台实时测径装置，可随时观察到纤径 的变化，最后利用收丝设备收丝得到同心圆柱体结构的三层有机聚合物光导纤维。光导纤 维的形态见图1。经测试所得的光导纤维光衰减为180dB/km，纤芯波动为1%，柔韧性指标 为20次折返。实施例2选用四层有机聚合物光导纤维的生产对本发明进行描述，精密控制制备四层有机 聚合物光导纤维的组合装置如图3所示，包括单螺杆挤出机A、有机聚合物熔体齿轮泵B、共 挤模头C、牵引机D和收丝设备E。在4台单螺杆挤出机A的物料出口与一具有四层同芯环形的共挤模头C的入口之 间分别各自安装有由两个相同的相互啮合的齿轮组成的有机聚合物熔体齿轮泵B，且所述 的相互啮合的齿轮与驱动电机相连接；四台有机聚合物熔体齿轮泵的出口端各自对应于具 有4层同芯环形的共挤模头C的各层入口，在共挤模头C的出口前方安装有纤维牵引机D 和收丝设备E。首先将4种高聚物母粒分别置于四台单螺杆挤出机中。其中聚甲基丙烯酸甲酯为 芯层材料，甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸三氟乙酯的共聚物为反光层材料，聚偏氟乙烯为 柔韧层材料，聚氯乙烯为外保护层(包覆层)材料。装有芯层材料的单螺杆挤出机装有反光层材料的单螺杆挤出机装有柔韧层材料的单螺杆挤出机装有外保护层材料的单螺杆 挤出机的物料挤出比(重量比)为8 0.5 0.5 20。上述物料在各自的单螺杆挤出机 中被加热 230°C )熔融，上述熔融的物料分别在各自的螺杆机的工作下被分别送 入到与各自单螺杆挤出机出口处相连的聚合物熔体齿轮泵，各自的熔体齿轮泵分别将熔融 的物料定量输送到一个同芯环形的四层共挤模头的各层的进口，通过同芯环形的四层共挤 模头的各自的出口，物料被同步挤出，经共挤模头的机头出口后，形成四层同心的圆棒，同 心的圆棒再经牵引机的牵引得到直径为2. 5mm纤维状的具有包覆层的纤维。在整个生产制 备过程中，还可以通过在牵引机和具有四层同芯环形的共挤模头C之间安装一台实时测径 装置，可随时观察到纤径的变化，最后利用收丝设备收丝得到同心圆柱体结构的四层有机 聚合物光导纤维。光导纤维的形态见图2。经测试所得的光导纤维光衰减为175dB/km，纤 芯波动为2%，柔韧性指标为30次折返。实施例3所用精密控制制备多层有机聚合物光导纤维的组合装置同实施例2。首先将4种高聚物母粒分别置于四台单螺杆挤出机中。其中聚苯乙烯为芯层材 料，聚甲基丙烯酸甲酯为反光层材料，聚偏氟乙烯为柔韧层材料，聚氯乙烯为外保护层(包 覆层)材料。装有芯层材料的单螺杆挤出机装有反光层材料的单螺杆挤出机装有柔韧 层材料的单螺杆挤出机装有外保护层材料的单螺杆挤出机的物料挤出比(重量比)为 8 0.5 0.5 20。上述物料在各自的单螺杆挤出机中被加热 230°C)熔融，上 述熔融的物料分别在各自的螺杆机的工作下被分别送入到与各自单螺杆挤出机出口处相 连的聚合物熔体齿轮泵，各自的熔体齿轮泵分别将熔融的物料定量输送到一个同芯环形的 四层共挤模头的各层的进口，通过同芯环形的四层共挤模头的各自的出口，物料被同步挤 出，经共挤模头的机头出口后，形成四层同心的圆棒，同心的圆棒再经牵引机的牵引得到直 径为2. 5mm纤维状的具有包覆层的纤维。在整个生产制备过程中，还可以通过在牵引机和 具有四层同芯环形的共挤模头C之间安装一台实时测径装置，可随时观察到纤径的变化， 最后利用收丝设备收丝得到同心圆柱体结构的四层有机聚合物光导纤维。光导纤维的形态 见图2。经测试所得的光导纤维光衰减为850dB/km，纤芯波动为2%,柔韧性指标为30次折 返。实施例4选用二层有机聚合物光导纤维的生产对本发明进行描述，精密控制制备二层有机 聚合物光导纤维的组合装置如图3所示，包括单螺杆挤出机A、有机聚合物熔体齿轮泵B、共 挤模头C、牵引机D和收丝设备E。在2台单螺杆挤出机A的物料出口与一具有2层同芯环形的共挤模头C的入口之 间分别各自安装有由两个相同的相互啮合的齿轮组成的有机聚合物熔体齿轮泵B，且所述 的相互啮合的齿轮与驱动电机相连接；两台有机聚合物熔体齿轮泵的出口端各自对应于具 有2层同芯环形的共挤模头C的各层入口，在共挤模头C的出口前方安装有纤维牵引机D 和收丝设备E。首先将2种高聚物母粒分别置于两台单螺杆挤出机中。其中聚甲基丙烯酸甲酯 为芯层材料，聚偏氟乙烯即作为反光层材料又作为柔韧层材料。装有聚甲基丙烯酸甲酯 材料的单螺杆挤出机装有聚偏氟乙烯材料的单螺杆挤出机的物料挤出比(重量比)为9 0.5。上述物料在各自的单螺杆挤出机中被加热 230°C)熔融，上述熔融的物 料分别在各自的螺杆机的工作下被分别送入到与各自单螺杆挤出机出口处相连的聚合物 熔体齿轮泵，各自的熔体齿轮泵分别将熔融的物料定量输送到一个同芯环形的两层共挤模 头的各层的进口，通过同芯环形的两层共挤模头的各自的出口，物料被同步挤出，经共挤模 头的机头出口后，形成两层同心的圆棒，同心的圆棒再经牵引机的牵引得到直径为Imm纤 维状的纤维。在整个生产制备过程中，还可以通过在牵引机和具有两层同芯环形的共挤模 头C之间安装一台实时测径装置，可随时观察到纤径的变化，最后利用收丝设备收丝得到 同心圆柱体结构的两层有机聚合物光导纤维。经测试所得的光导纤维光衰减为190dB/km， 纤芯波动为2%，柔韧性指标为20次折返。
权利要求
1.一种连续多层共挤出一步完成突变型有机聚合物光导纤维的制备方法，其特征是将具有不同物性的芯层聚合物材料、反光层聚合物材料分别置于各自的螺杆挤出机中加热熔融后；或将具有不同物性的芯层聚合物材料、反光层聚合物材料、柔韧层聚合物材料分别置于 各自的螺杆挤出机中加热熔融后；或将具有不同物性的芯层聚合物材料、反光层聚合物材料、柔韧层聚合物材料以及包覆 层聚合物材料分别置于各自的螺杆挤出机中加热熔融后；分别通过各自的螺杆挤出机和在螺杆挤出机出口处安装的有机聚合物熔体齿轮泵，由 各自的有机聚合物熔体齿轮泵的出口分别进入一具有η层同芯环形的共挤模头的各层的 进口，并分别由该具有η层同芯环形的共挤模头的各自出口同步挤出，经共挤模头的机头 出口后，形成多层同心的圆棒，并经牵引设备拉伸，得到同心圆柱体结构的多层有机聚合物 光导纤维；所述的η为彡2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的有机聚合物光导纤维的直径为 0. 2mm 3mmο
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的芯层聚合物材料进入具有η层同芯 环形的共挤模头的中心圆孔入口，反光层聚合物材料进入具有η层同芯环形的共挤模头的 第二层入口，柔韧层聚合物材料进入具有η层同芯环形的共挤模头的第三层入口，包覆层 聚合物材料进入具有η层同芯环形的共挤圆管模头的第四层入口；所述的芯层聚合物材料的折射率( )大于反光层聚合物材料的折射率00，反光层聚 合物材料的折射率(Ii1)大于柔韧层聚合物材料的折射率( )，即折射率变化为Iitl > H1 > n2。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的有机聚合物熔体齿轮泵是由两个相 同的相互啮合的齿轮组成，且该相互啮合的齿轮与驱动电机相连接。
5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是所述的2< η < 4。
6.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是所述的芯层聚合物材料选自聚甲基丙 烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸乙丙酯、聚甲基丙烯酸乙丁酯、聚甲基丙烯酸 苯酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯以及上述聚合物的二元或多元共聚物中的一种；所述的反光层聚合物材料选自聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸三氟乙酯的共聚物、 聚甲基丙烯酸五氟乙酯、聚甲基丙烯酸三氟丙酯、聚甲基丙烯酸五氟丙酯、聚甲基丙烯酸七 氟丙酯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚2-氟丙烯酸六氟异丙酯、聚五氟苯乙烯、 聚全氟二乙烯氧基甲烷以及上述聚合物的二元或多元共聚物中的一种；所述的柔韧层聚合物材料选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚2-氟丙烯酸 六氟异丙酯、聚五氟苯乙烯、聚全氟二乙烯氧基甲烷以及上述聚合物的二元或多元共聚物 中的一种；所述的包覆层聚合物材料选自聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚氨酯以及上述聚合物的 二元或多元共聚物中的一种。
7.一种精密控制制备多层有机聚合物光导纤维的组合装置，其包括螺杆挤出机、有机 聚合物熔体齿轮泵、共挤模头、牵引设备和收丝设备；其特征是在螺杆挤出机的物料出口与一具有η层同芯环形的共挤模头的入口之间安装有有机 聚合物熔体齿轮泵，在共挤模头的出口前方安装有纤维牵引设备和收丝设备；所述的螺杆挤出机是η台，且每台螺杆挤出机的物料出口与所述的具有η层同芯环形 的共挤模头的入口之间都安装有有机聚合物熔体齿轮泵；上述的η为彡2。
8.根据权利要求7所述的精密控制制备多层有机聚合物光导纤维的组合装置，其特征 是所述的螺杆挤出机η为> 2台时，所对应的具有η层同芯环形的共挤模头具有相同的η 层，且每一台螺杆挤出机的有机聚合物熔体齿轮泵的出口端各自对应于具有η层同芯环形 的共挤模头的各层入口。
9.根据权利要求7或8所述的精密控制制备多层有机聚合物光导纤维的组合装置，其 特征是所述的螺杆挤出机是单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。
10.根据权利要求7或8所述的精密控制制备多层有机聚合物光导纤维的组合装置，其 特征是所述的有机聚合物熔体齿轮泵是由两个相同的相互啮合的齿轮组成，且该相互啮 合的齿轮与驱动电机相连接。
全文摘要
本发明涉及连续多层共挤出一步完成突变型有机聚合物光导纤维的制备方法及适用于该方法的装置。将具有不同物性的芯层聚合物材料、反光层聚合物材料、柔韧层聚合物材料以及包覆层聚合物材料分别置于各自的螺杆挤出机中加热熔融后，分别通过各自的螺杆挤出机和在螺杆挤出机出口处安装的有机聚合物熔体齿轮泵，由各自的有机聚合物熔体齿轮泵的出口分别进入一具有n层同芯环形的共挤模头的各层的进口，并分别由具有n层同芯环形的共挤模头的各自出口同步挤出，经共挤模头的机头出口后，形成多层同心的圆棒，经拉伸，得到同心圆柱体结构的多层有机聚合物光导纤维。本发明还同时提供了实现上述方法的精密控制制备多层有机聚合物光导纤维的组合装置。
文档编号G02B1/04GK102116895SQ200910222998
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者刘新厚, 甄珍, 陈卓 申请人:中国科学院理化技术研究所