光纤光缆制造工艺及设备(15)

种方法。此方法是以适当的无机盐或有机盐为原料，经过适当的水解或缩聚反应，在基材表面胶凝成薄膜，最后经干燥、结烧得到具有一定结构的表面或形状的制品。

溶胶－凝胶法制备光纤预制棒的主要工艺生产步骤是首先将酯类化合物或金属醇盐溶于有机溶剂中，形成均匀溶液，然后加入其它组分材料，在一定温度下发生水解、缩聚反应形成凝胶，最后经干燥、热处理、烧结制成光纤预制棒。制造步骤可以分为以下几个阶段：

（1）配方阶段：

原料、稀释剂、掺杂剂和催化剂等根据重量百分比称重，混合均匀，如要作成一定形状的产品，可以把溶胶注入所需要的模具内，如管状或棒状模具。

（2）溶胶-凝胶形成阶段

-13溶胶：又称胶体溶液，是一种分散相尺寸在10—10米之间的分散系统，粘度一般为

几个泊。

4凝胶：分为湿胶和干胶，湿胶是由溶胶转变产生的，当溶胶粘度由几个泊增加到10泊

时就认为是湿胶，又称冻胶和软胶，外观透明或乳白，具有一定形状，内部包含大量液体但无流动性，为半液半固相体系。把湿胶内液体除去，就成为干胶，是一种超显微结构多孔体。

胶体特性：其特点很多，影响制造玻璃光纤预制棒产品质量的特性有这样2项：

1）溶胶特性：溶胶的配方和溶液的PH值。

2）凝胶特性：主要是宏观密度，由物体重量和外观体积决定，主要包括：比表面积，平均孔隙尺寸，孔隙分布及孔隙率。

催化剂在溶液形成溶胶与凝胶过程中起着决定性的作用，催化剂的使用可分为二类：酸性和碱性。最常用的酸性催化剂是盐酸，实际使用的酸类也可以是硫酸或硝酸。在没有酸类物质参与反应时，金属醇盐往往会由于水的存在而起加水分解，生成白色沉淀物，加入酸类

+-物质后，立刻可以使其再溶解。H和OH是正硅酸乙酯水解反应的催化剂，因此水解反应随

着溶液的酸度或碱度的增加而加快，缩聚反应一般在中性和偏碱性的条件下进行较快，PH值在1－2范围，缩聚反应特别慢，因此凝胶化时间相对较长，PH>8.5时，缩聚反应形成的硅氧键又重新有溶解的倾向，这也是在高PH值条件下胶凝时间特别长的原因。

在酸类物质催化的条件下，硅酸单体的慢缩聚反应形成的硅氧键最终可以得到不甚牢固的多分支网络状凝胶，但由于在此条件下反应进行的较慢，因此形成的凝胶结构往往不完善，

-在老化和干燥过程中可继续使凝胶网络间的OH基团脱水形成新的硅氧键≡Si-O-Si≡，边缘

化学键的形成使凝胶的核心结构进一步牢固，同时脱水收缩开始，凝胶的体积减小，一般在老化和干燥前期比较明显，并逐步趋于平衡。

在碱性催化剂条件下，硅酸单体水解迅速凝聚，生成相对致密的胶体颗粒。这些颗粒再相互连接形成网络状的凝胶，这种凝胶缩聚反应进行的比较完全，结构比较牢固，在老化和干燥过程中体积基本保持不变。因此在碱性条件下所制得的湿凝胶孔洞尺寸较大，密度较小。

（3）水解聚合反应阶段：

即胶化过程，从溶胶转变为凝胶称胶化。首先形成湿胶再形成凝胶，一般在室温下进行，有时也可提高一些温度以加快胶化速度。

胶化过程中包含着水解和聚合两类化学反应。在制备石英系光纤时，采用硅的醇盐为原料，其水解和聚合的基本反应式如下：

１）完全水解反应

Si(OR)4+H24（5-2-23）

2)不完全水解反应

2Si(OR)4 +XH24 .(OH)X+XROH （5-2-24）

3)脱水聚合反应

Si(OR)4X-1(OR)4-X Si-O-Si(OH)4-X(OH)X-1（5-2-25）

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库光纤光缆制造工艺及设备(15)在线全文阅读。