高速光纤二次套塑工艺探讨 (1).doc

光纤二次套塑工艺探讨
Studyforopticalfibersecondarycoatingtechnology
张海军
（江苏通鼎光电股份有限公司吴江215233）
ZHANGHai-jun
(JiangsuTongDingOptic-ElectronicStockCo.,Ltd.，Wujiang215233，China)
摘要：本文介绍PBT束管的成型与余长形成机理，常规的光纤二次套塑工艺的情况和存在的问题，并提出一种改进的光纤二次套塑工艺制作方法与装置，它能够使作为光纤松套管材料的PBT得到充分结晶从而避免光纤PBT束管的挤塑后收缩,保持束管中光纤余长的稳定。并能提高生产速度，从而提升生产效率。
Abstract：ThispaperhasintroducedPBTtubeshapingandEFLintheory,andtheconditionsaboutthecommon-usedopticalfibersecondarycoatingtechnologyaswellasitsexistingproblems.Amodifiedopticalfibersecondarycoatingtechnologyandinstallationispresented,whichcanmakePBT,thematerialoftheloosetube,crystallizefully,sothatthepostextrusionshrinkageofthetubecanbeavoided,andtheEFLofthefibersinthetubewillbestable.Asaresult,thespeedofproductionisraised,sodoestheproductivity.
关键词：束管成型余长后收缩结晶内应力
Keywords：PBTtubeshapingEFLpostextrusionshrinkagecrystallizationinner-stress
一、引言
随着我国光通信和信息产业的飞速发展，光纤光缆制造技术也得到了长足的发展，光缆工艺中最关键的控制点是在二次套塑工序，光纤的损耗、光缆的机械性能及温度特性等的好坏很大程度上取决于二次套塑的工艺控制，目前生产工艺已十分成熟。然而PBT束管的挤塑后收缩仍是光缆制造中一项重要课题，一直没有得到根本的解决。本文介绍一种改进的光缆制造工艺，光纤二次套塑制作方法与装置，它能够使作为光纤松套管材料的PBT在工艺过程中得到充分结晶，从而避免光纤PBT束管的挤塑后收缩,保持束管中光纤余长的稳定，并能提高生产速度，提升劳动生产率。
二、PBT塑料的束管成型与余长形成机理
用于光纤松套管材料的PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）塑料是一种可以热成型的热塑性材料，属于半结晶性材料，具有高耐热性、韧性、疲劳性，在低温下可迅速结晶，结晶度可达40%。但PBT基料的平均分子量较低,本征粘度约为0.8,其机械性能还不能满足光纤松套管制作的要求，通常需对PBT基料进行扩链、增粘改性，以提高其平均分子量，使其本征粘度在1.2以上，从而得到有良好的力学性能，适合于光纤束管制作的PBT塑料。PBT塑料在温度的影响下具有二次收缩性，会对光纤的余长产生一定的影响，甚至造成光纤附加损耗的增加。所以PBT束管在生产过程中，如何获得高结晶度是生产工艺过程控制的关键。PBT塑料在不同温度下的力学聚集态如图1所示：

图1：PBT塑料在不同温度下的力学聚集态
图中：Tx—脆化温度Tg—玻璃化温度Tm—熔化温度Td—分介温度
PBT塑料在不同温度下的聚集态的束管成型可分为三个区域：（1）熔融挤出区，（2）束管成型区，（3）余长形成区。分别说明如下：(1)PBT塑料的熔化温度为225℃左右,挤塑机中PBT的熔融加工温度为250℃270℃之间。因而，在挤塑机中聚合物处于粘流态，大分子链活动能力增加，链段同时或相继朝同一方向运动，在外力（螺杆推力）作用下，整个大分子链间互相滑动而产生形变，外力除去后不能恢复原状，此谓不可逆形变。（2）PBT塑料从出模口到进入冷水槽前,即在经热水槽和余长牵引轮区间为束管成形区。在这一区间,PBT塑料从熔融状态温度迅速下降,进入热水槽,到达余长牵引轮,该区水温在40℃55℃之间,加上PBT塑料自身余热,PBT塑料处于高于玻璃化温度(40℃45℃之间)的高弹态。此时，聚合物的大分子链已不能运动，但链段尚有活动能力，在外力（牵引力）作用下能产生较大形变，此谓高弹形变，这是PBT束管成形中一个重要区域。这一区域形成了束管的拉伸比（DrawDownRate），确定了PBT束管的外径和壁厚。这一区域的温度和PBT束管的经历时间也决定了PBT束管的结晶程度。（3）二次套塑的冷水槽温度通常设定