含氟聚合物折射率低,如含氟丙烯酸酯单体(不含CI、Br等其他卤原子)的折射率在1.34-1.37之间;特氟隆AF的折射率在1.29到1.31之间。如果以含氟聚合物材料为芯材制备突变塑料光纤,很难找到折射率更小的包层材料,使得生产的光纤具有令人满意的树脂孔径。因此,对于含氟聚合物,通常制备具有抛物线折射率分布的渐变光纤。常用的制备方法如下。
(1)界面凝胶法
界面凝胶法是用丙烯酸酯和全氟二甲基1,3-噁二唑制备塑料光纤的合适方法,具有高的本体聚合产率。反应性聚合物(包括单体、用于调节折射率掺杂剂、链转移剂、引发剂等。)预先放置在由相同聚合物材料制成的管中,聚合反应在一定温度下进行。在聚合过程中,首先在管的内壁上形成凝胶层。由于凝胶层中的聚合速度远快于单体相中的聚合速度,反应从管壁开始,凝胶层不断增厚。随着反应的进行,单体不断扩散进入凝胶相,导致中心掺杂物含量逐渐增加,边缘掺杂物浓度逐渐降低, 从而得到具有抛物线折射率分布的渐变光纤预制棒。
(2)旋转扩散法
由于大多数含氟聚合物材料不能通过本体聚合获得,含氟聚合物塑料光纤通常通过旋转扩散和其他方法制备。旋转扩散法的主要步骤如下:
首先将含氟聚合物和掺杂剂溶解在特定的溶剂中,然后除去溶剂,将聚合物和掺杂剂的混合物制成一定大小的圆柱体。此外,将没有掺杂剂的相同聚合物熔化成尺寸与圆柱体匹配的圆管。将圆柱体放入圆管中,加热至融化,保持一定时间,然后逐渐冷却。系统在熔化状态和冷却过程中保持一定的速度。在熔融状态下,整个体系的中间部分和边缘存在浓度差,掺杂剂从中间部分向边缘扩散,旋转产生的离心力使高密度的聚合物部分在边缘,而掺杂剂尽可能分布在中间部分。只要调整掺杂浓度和旋转速度,掺杂浓度可以从中心到边缘逐渐分布, 从而获得具有抛物线折射率分布的渐变光纤预制棒。
(3)、浸泡法
将含氟聚合物和掺杂剂熔融混合,然后除去溶剂,从而制备出具有均匀分布的圆柱形棒。均匀分布的圆柱杆。然后,将圆柱形棒浸泡在适当的溶剂中,使得聚合物材料膨胀并且掺杂剂溶解。由于浓度差,掺杂剂从中心向表面扩散。浸泡一段时间后,取出溶解的圆柱棒,去除溶剂后得到折射率分布为抛物线型的渐变光纤预制棒。
(4)热扩散法
将聚合物和掺杂剂按一定比例制成均匀分布的预制棒,直接拉制,拉制的光纤直接进入恒温电炉,用高温热气流清洗光纤表面,蒸发部分掺杂剂,得到折射率抛物线分布的渐变光纤。
以上是制备氟塑料光纤的主要方法。因为大多数含氟聚合物如Teflon AF和CYTOP不能通过本体聚合获得,所以后一种方法通常用于制备氟塑料光纤。此外,还有其他方法,如离心法、共聚法、浸镀法等。,但这些方法由于自身问题或工艺流程过于复杂,很少使用。