RU2644891C1 - Coatings of fibre light guides from aromatic polyamides and method of their manufacture - Google Patents

Coatings of fibre light guides from aromatic polyamides and method of their manufacture Download PDF

Info

Publication number
RU2644891C1
RU2644891C1 RU2016148947A RU2016148947A RU2644891C1 RU 2644891 C1 RU2644891 C1 RU 2644891C1 RU 2016148947 A RU2016148947 A RU 2016148947A RU 2016148947 A RU2016148947 A RU 2016148947A RU 2644891 C1 RU2644891 C1 RU 2644891C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
coating
coatings
solution
polyamide
Prior art date
Application number
RU2016148947A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Яков Семенович Выгодский
Сергей Львович Семенов
Дмитрий Александрович Сапожников
Надежда Александровна Попова
Бато Александрович Байминов
Алексей Федорович Косолапов
Евгений Александрович Пластинин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научный центр волоконной оптики Российской академии наук (НЦВО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН), Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научный центр волоконной оптики Российской академии наук (НЦВО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
Priority to RU2016148947A priority Critical patent/RU2644891C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2644891C1 publication Critical patent/RU2644891C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/24Coatings containing organic materials
    • C03C25/26Macromolecular compounds or prepolymers
    • C03C25/32Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C03C25/328Polyamides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/24Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: coating of formula I with a molecular weight of 35,000 to 85,000 is proposed:
Figure 00000027
, where x:y = 0-1: 1-0; R1,
R3=
Figure 00000028
R2, R4=
Figure 00000029
The method involves pulling the light guide from the workpiece. Stretching it through a spinneret containing a solution of a polyamide of formula I with a viscosity of 2400-18000⋅ mPac in an aprotic dipolar solvent of an amide type, and removing the solvent by heating in an oven.
EFFECT: high thermal stability and satisfactory adhesion to fibre, easy removal with the help of organic solvents of amide type.
3 cl, 2 dwg, 1 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к волоконной оптике, а именно к первичным защитным термостойким покрытиям волоконных световодов из ароматических полиамидов (ПА) и способу их изготовления.The invention relates to fiber optics, namely to primary protective heat-resistant coatings of fiber optical fibers from aromatic polyamides (PA) and a method for their manufacture.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при изготовлении оптических волокон для применения в авиакосмических технологиях, нефтегазовой и автомобильной промышленности, энергетике и медицине.The invention can most effectively be used in the manufacture of optical fibers for use in aerospace technology, the oil and gas and automotive industries, energy and medicine.

Полиамиды относятся к широко используемому в качестве первичных защитных покрытий оптических волокон классу органических полимеров в силу своей гидрофобности, механической прочности и необходимой адгезии к волокну [Лаптев А.Ю. Нанесение полимерных оболочек на волоконные световоды из кварцевого стекла: Дис. … канд. хим. наук. Нижний Новгород, 1992]. К сожалению, большая часть заявок и патентов на изобретения, посвященных таким покрытиям, не содержит сведений о структуре заявляемых ПА и способах их нанесения на световоды. Можно констатировать лишь, что наиболее востребованными являются алифатические (например, коммерчески доступные ПА 6, ПА 6,6, ПА 12) и полуароматические гомо- и сополиамиды и различные композиции на их основе, а главным способом их нанесения является экструзия [JP S5928101 (А), 1984; WO 2001040841; JP 2000098195 (A); JP H11241018 (А), 1999; JP S59188603 (А), 1984; JP 2003227975 (A); JPS6125114 (А), 1986]. К достоинству алифатических и полуароматических ПА относится хорошая перерабатываемость, а основным недостатком является невысокая термостойкость.Polyamides belong to the class of organic polymers widely used as primary protective coatings of optical fibers because of their hydrophobicity, mechanical strength, and the necessary adhesion to the fiber [A. Laptev The application of polymer shells on fiber optical fibers made of quartz glass: Dis. ... cand. Chem. sciences. Nizhny Novgorod, 1992]. Unfortunately, most applications and patents for inventions devoted to such coatings do not contain information about the structure of the claimed PAs and how to apply them to optical fibers. It can only be stated that the most popular are aliphatic (for example, commercially available PA 6, PA 6,6, PA 12) and semi-aromatic homo- and copolyamides and various compositions based on them, and the main method of their application is extrusion [JP S5928101 (A ), 1984; W02001040841; JP 2000098195 (A); JP H11241018 (A), 1999; JP S59188603 (A), 1984; JP 2003227975 (A); JPS6125114 (A), 1986]. Aliphatic and semi-aromatic PAs have the advantage of good processability, and the main disadvantage is their low heat resistance.

Существует потребность в термостабильных покрытиях, которая может быть обеспечена ароматическими ПА, поскольку они широко применимы в качестве высокопрочных материалов с превосходными термическими свойствами [Garcia J.M., Garcia F.C., Sema Р.,

Figure 00000001
L. High-performance aromatic polyamides. progress in Polymer Science, 2010, 35(5), 623-686;
Figure 00000002
M.,
Figure 00000003
P.,
Figure 00000004
N.,
Figure 00000005
A.,
Figure 00000006
F.C., Serna F., de la
Figure 00000007
J.L.,
Figure 00000008
J.M. Recent patents on aromatic polyamides. Recent Patents on Materials Science, 2009, 2 (3), 190-208]. Правда, из таких полимеров изготавливают синтетические волокна и ткани, мембраны и фильтры, а использование их для получения покрытий, в том числе волоконных световодов, ограничено вследствие низкой термопластичности и плохой растворимости.There is a need for thermostable coatings, which can be provided with aromatic PAs, since they are widely applicable as high-strength materials with excellent thermal properties [Garcia JM, Garcia FC, Sema R.,
Figure 00000001
L. High-performance aromatic polyamides. progress in Polymer Science, 2010, 35 (5), 623-686;
Figure 00000002
M.,
Figure 00000003
P.,
Figure 00000004
N.,
Figure 00000005
A.,
Figure 00000006
FC, Serna F., de la
Figure 00000007
JL,
Figure 00000008
JM Recent patents on aromatic polyamides. Recent Patents on Materials Science, 2009, 2 (3), 190-208]. True, synthetic polymers and fabrics, membranes and filters are made from such polymers, and their use for coatings, including optical fibers, is limited due to low thermoplasticity and poor solubility.

Известно техническое решение по созданию недорогого волоконно-оптического кабеля с высокой тепло- и морозостойкостью путем покрытия световода готовой арамидной пленкой толщиной 2-20 мкм, характеризующейся высокой разрывной прочностью, низким коэффициентом термического расширения в продольном направлении (3,5×10-5/°C) и скоростью усадки ≤5,0% при 250°C [патентная заявка Японии JP H02280106 (А), 1990]. Однако в этом решении не описан метод фиксации арамидной пленки и ее устойчивость на поверхности световода, а также не приведены свойства полученного волоконно-оптического кабеля.A technical solution is known for creating an inexpensive fiber-optic cable with high heat and frost resistance by coating a fiber with a finished aramid film with a thickness of 2-20 μm, characterized by high tensile strength, low coefficient of thermal expansion in the longitudinal direction (3.5 × 10 -5 / ° C) and a shrink rate of ≤5.0% at 250 ° C [Japanese Patent Application JP H02280106 (A), 1990]. However, this solution does not describe the method of fixing the aramid film and its stability on the surface of the fiber, nor does it describe the properties of the obtained fiber-optic cable.

Наиболее близким к заявляемому способу аналогом является способ получения покрытий оптических волокон, заключающийся в нанесении на световод раствора, содержащего ароматический ПА с гидроксильными группами, эпоксидную смолу, ускоритель отверждения и органический растворитель, и последующем отверждении раствора на поверхности световода при нагревании [патентная заявка Японии JP 2010-004611].Closest to the claimed method, the analogue is a method for producing coatings of optical fibers, which consists in applying a solution containing aromatic PA with hydroxyl groups, an epoxy resin, a curing accelerator and an organic solvent to the fiber, and then curing the solution on the surface of the fiber with heating [JP patent application JP 2010-004611].

В ароматическом ПАIn aromatic PA

Figure 00000009
Figure 00000009

Ar1 и Ar3 - ароматические группы; Ar2 - гидроксилсодержащий ароматический радикал; n/(m+n)>0,05; 0<m+n≤200.Ar 1 and Ar 3 are aromatic groups; Ar 2 is a hydroxyl-containing aromatic radical; n / (m + n)>0.05; 0 <m + n≤200.

Отмечается низкая температура формования покрытий и их превосходные термическая стабильность и огнестойкость.There is a low temperature of molding of coatings and their excellent thermal stability and fire resistance.

К недостаткам способа-прототипа относятся: использование смеси компонентов для формирования покрытия; одновременное протекание при этом двух процессов - конденсации эпоксидной смолы с гидроксилсодержащим ПА и удаления растворителя; образование нерастворимого в органических растворителях покрытия.The disadvantages of the prototype method include: the use of a mixture of components to form a coating; the simultaneous occurrence of two processes in this case - the condensation of the epoxy resin with hydroxyl-containing PA and the removal of the solvent; formation of a coating insoluble in organic solvents.

Задачей изобретения является создание термостойких растворимых ароматических полиамидных покрытий волоконных световодов и разработка способа их изготовления из растворов соответствующих ПА в органических растворителях.The objective of the invention is the creation of heat-resistant soluble aromatic polyamide coatings of optical fibers and the development of a method for their manufacture from solutions of the corresponding PA in organic solvents.

Задача решается заявляемыми термостойкими растворимыми покрытиями волоконных световодов из гомо- и сополиамидов общей формулы IThe problem is solved by the claimed heat-resistant soluble coatings of optical fibers from homo- and copolyamides of the general formula I

Figure 00000010
,
Figure 00000010
,

где x:y=0-1:1-0;where x: y = 0-1: 1-0;

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

А также задача решается способом их получения, включающим вытягивание световода из заготовки, протягивание его через фильеру, содержащую раствор полиамида формулы I с вязкостью 2400-18000 мПа⋅с, и удаление растворителя при нагревании в печи при 250-350°C. Для приготовления раствора полиамида используют апротонные диполярные растворители амидного типа, такие как N-метил-2-пирролидон (N-МП), N,N-диметилформамид (ДМФА), N,N-диметилацетамид (ДМАА).And also the problem is solved by the method of their preparation, including pulling the fiber from the preform, pulling it through a die containing a solution of polyamide of formula I with a viscosity of 2400-18000 mPa⋅s, and removing the solvent when heated in an oven at 250-350 ° C. Amide aprotic dipolar solvents are used to prepare the polyamide solution, such as N-methyl-2-pyrrolidone (N-MP), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAA).

Заявляемые покрытия растворимы в N-МП, ДМФА, ДМАА и имеют высокие эксплуатационные характеристики, определяемые свойствами используемых для их изготовления ароматических полиамидов и получаемых из них пленок. Теплостойкость (Tc) всех полиамидов формулы I превышает 300°С, а термостойкость составляет более 400°С (см. таблицу), что делает возможным использование покрытий из них в экстремальных условиях. Разрывная прочность пленок, формируемых полиамидами I, составляет 100-140 МПа (см. таблицу).The inventive coatings are soluble in N-MP, DMF, DMAA and have high performance characteristics, determined by the properties used for their manufacture of aromatic polyamides and films obtained from them. The heat resistance (T c ) of all polyamides of formula I exceeds 300 ° C, and the heat resistance is more than 400 ° C (see table), which makes it possible to use coatings from them under extreme conditions. The breaking strength of the films formed by polyamides I is 100-140 MPa (see table).

Адгезия покрытий из полиамидов I достаточна для эффективной защиты световодов от механических и термических воздействий без использования аппретов. Потеря прочности световода с покрытием при изгибе после выдержки при 300°C в течение 3 ч в худшем случае составляет 30% (см. фиг. 2).The adhesion of coatings made of polyamides I is sufficient to effectively protect the optical fibers from mechanical and thermal stresses without the use of resins. The loss of strength of the coated fiber in bending after holding at 300 ° C for 3 hours in the worst case is 30% (see Fig. 2).

Важнейшей отличительной особенностью предлагаемых полиамидных покрытий световодов по сравнению с применяемыми и описанными ранее является использование ароматических полиамидов, а не алифатических или полуароматических полиамидных смол, что обеспечивает значительную термическую устойчивость покрытий.The most important distinguishing feature of the proposed polyamide coatings of optical fibers compared to those used and described previously is the use of aromatic polyamides, rather than aliphatic or semi-aromatic polyamide resins, which provides significant thermal stability of the coatings.

Способ изготовления покрытий по изобретению включает нанесение раствора ПА формулы I на поверхность вытянутого из заготовки световода при его протягивании через фильеру и последующее удаление растворителя (фиг. 1). Достоинством заявляемого способа является его совместимость с существующими технологическими установками изготовления термостойких полиимидных покрытий [Семенов С.Л., Сапожников Д.А., Ерин Д.Ю., Забегаева О.Н., Куштавкина И.А., Нищев К.Н., Выгодский Я.С., Дианов Е.М. Высокотемпературное полиимидное покрытие для волоконных световодов. Квантовая электроника, 2015, 45 (4), 330-332].A method of manufacturing coatings according to the invention involves applying a solution of a PA of formula I to the surface of a fiber drawn from a preform by pulling it through a die and then removing the solvent (Fig. 1). The advantage of the proposed method is its compatibility with existing technological installations for the manufacture of heat-resistant polyimide coatings [Semenov S.L., Sapozhnikov D.A., Erin D.Yu., Zabegaeva ON, Kushtavkina I.A., Nishchev K.N. , Vygodsky Ya.S., Dianov E.M. High temperature polyimide coating for optical fibers. Quantum Electronics, 2015, 45 (4), 330-332].

Для приготовления наносимых на световод растворов ароматических ПА применяют амидные растворители: N-МП, ДМФА и ДМАА. Растворимость в таких растворителях гомо- и сополиамидов по настоящему изобретению обусловлена содержанием в них кардовых (флуореновых или фталидных), Cl- или НОС(O)-групп.To prepare aromatic PA solutions applied to the fiber, amide solvents are used: N-MP, DMF and DMAA. The solubility in such solvents of the homo- and copolyamides of the present invention is due to their carbohydrate (fluorene or phthalide), Cl or HOC (O) groups.

Раствор (со)полиамида готовят растворением синтезированного и выделенного полимера в подобранном растворителе или используют раствор синтезированного ПА без выделения (in situ), если поликонденсацию проводят, например, в N-МП или ДМАА. Во всех случаях доводят раствор до вязкости 2400-18000 мПа⋅с. В данном диапазоне вязкости на световоде образуется гладкое равномерное покрытие. При меньших значениях вязкости на световоде в процессе его вытяжки успевают сформироваться капли, а при более высоких значениях - возрастает вероятность образования прочих дефектных областей, например "гребешков". Значение вязкости раствора определяется молекулярной массой полиамида, его концентрацией, природой растворителя и температурой. В заявляемом способе применимы полиамиды с широким диапазоном молекулярных масс - от 35000 до 85000, что соответствует логарифмической вязкости полимера от 0,4 до 1,2 дл/г.A solution of (co) polyamide is prepared by dissolving the synthesized and isolated polymer in a suitable solvent or using a solution of synthesized PA without isolation (in situ) if the polycondensation is carried out, for example, in N-MP or DMAA. In all cases, the solution is adjusted to a viscosity of 2400-18000 mPa⋅s. In this viscosity range, a smooth uniform coating forms on the fiber. At lower viscosity values, droplets have time to form on the fiber during its drawing, and at higher values, the probability of the formation of other defective regions, for example, “scallops”, increases. The value of the viscosity of the solution is determined by the molecular weight of the polyamide, its concentration, the nature of the solvent and temperature. In the inventive method, polyamides with a wide range of molecular weights from 35,000 to 85,000 are applicable, which corresponds to a logarithmic viscosity of the polymer from 0.4 to 1.2 dl / g.

На фиг. 1 показана схема установки для изготовления световода с полимерным покрытием, где 1 - заготовка, 2 - печь, 3 - фильера, 4 - печь, 5 - катушка.In FIG. 1 shows a diagram of an installation for manufacturing a polymer coated fiber, where 1 is a blank, 2 is a furnace, 3 is a die, 4 is a furnace, 5 is a coil.

На фиг. 2 показано изменение прочности покрытий на изгиб в зависимости от температуры и времени теплового воздействия; ln{ln[1/(1-F)]} - функция Вейбулла, где F - накопленная вероятность разрушения световода.In FIG. 2 shows the change in the strength of the coatings in bending, depending on the temperature and time of heat exposure; ln {ln [1 / (1-F)]} is the Weibull function, where F is the cumulative probability of fiber destruction.

Новизна заявляемого способа состоит в нанесении на световод не расплава полимера, традиционно применяемого для формирования покрытий на основе алифатических полиамидов, а полиамидного лака с последующим удалением растворителя.The novelty of the proposed method consists in applying to the fiber not a polymer melt, traditionally used to form coatings based on aliphatic polyamides, but a polyamide varnish, followed by removal of the solvent.

Результатами предлагаемого изобретения являются разработка термостойких растворимых покрытий волоконных световодов из разнообразных ароматических полиамидов и их изготовление нанесением раствора соответствующего ПА на световод с последующим удалением растворителя термообработкой.The results of the invention are the development of heat-resistant soluble coatings of optical fibers from a variety of aromatic polyamides and their manufacture by applying a solution of the corresponding PA to the optical fiber with subsequent removal of the solvent by heat treatment.

Изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами и чертежами.The invention is illustrated by the following examples and drawings.

Общая методика изготовления полиамидного покрытияGeneral procedure for the manufacture of polyamide coatings

Ароматические полиамиды получают низкотемпературной поликонденсацией в растворе дихлорангидридов ароматических дикарбоновых кислот с ароматическими диаминами [Виноградова С.В., Васнев В.А., Выгодский Я.С. Кардовые полигетероарилены. Синтез, свойства и своеобразие. Успехи химии, 1996, 65 (3), 266-296]. После окончания синтеза ПА, как правило, выделяют, очищают и сушат, затем растворяют в подобранном растворителе до достижения вязкости раствора 2400-18000 мПа⋅с и наносят на световод.Aromatic polyamides are obtained by low-temperature polycondensation in a solution of dichlorohydrides of aromatic dicarboxylic acids with aromatic diamines [Vinogradova SV, Vasnev VA, Vygodsky Ya.S. Cardiovascular polyheteroarylenes. Synthesis, properties and originality. Advances in Chemistry, 1996, 65 (3), 266-296]. After synthesis is complete, PAs are usually isolated, purified and dried, then dissolved in a selected solvent until a solution viscosity of 2400-18000 mPaПs is reached and applied to a fiber.

При проведении поликонденсации в N-МП или ДМАА возможно исключение стадии выделения ПА. Полученный в ходе синтеза полимерный раствор разбавляют до требуемой вязкости и наносят на световод.During polycondensation in N-MP or DMAA, the stage of PA release can be eliminated. Obtained during the synthesis of the polymer solution is diluted to the desired viscosity and applied to the fiber.

На установке для изготовления световода с полимерным покрытием (фиг. 1) из заготовки 1, разогретой в печи 2, вытягивают волокно диаметром порядка 110-150 мкм и протягивают через фильеру 3 с диаметром отверстия 200-250 мкм, содержащую раствор соответствующего ПА. Затем световод с нанесенным раствором попадает в печь 4, где происходит удаление растворителя в течение 3-8 с. Температурный режим в печи (250-350°С) зависит от температуры кипения используемого растворителя. Его подбирают таким образом, чтобы обеспечить наиболее полное удаление растворителя. После выхода из печи световод с готовым полиамидным покрытием наматывают на катушку 5, частота вращения которой определяет диаметр оптического волокна, толщину наносимого покрытия и время сушки. Разница между диаметром отверстия фильеры и диаметром вытягиваемого световода определяет толщину наносимого слоя раствора полиамида. Толщина изготавливаемого слоя полиамидного покрытия световода за 1 цикл нанесения раствора достигает 5-10 мкм.In the installation for manufacturing a polymer coated fiber (Fig. 1), a fiber with a diameter of about 110-150 μm is drawn from a preform 1 heated in a furnace 2 and pulled through a die 3 with a hole diameter of 200-250 μm containing a solution of the corresponding PA. Then, the fiber with the applied solution enters the furnace 4, where the solvent is removed within 3-8 s. The temperature in the oven (250-350 ° C) depends on the boiling point of the solvent used. It is selected in such a way as to ensure the most complete removal of the solvent. After exiting the furnace, a fiber with a finished polyamide coating is wound on a coil 5, the rotation frequency of which determines the diameter of the optical fiber, the thickness of the coating and the drying time. The difference between the diameter of the hole of the die and the diameter of the drawn fiber determines the thickness of the applied layer of the polyamide solution. The thickness of the manufactured layer of the polyamide coating of the fiber for 1 cycle of application of the solution reaches 5-10 microns.

Пример 1Example 1

Из предварительно синтезированного, выделенного и очищенного полиамида Ia на основе дихлорангидрида терефталевой кислоты и 9,9-бис-(4'-аминофенил)флуорена готовят 15-20%-ный раствор в N-МП, соответствующий требуемому диапазону вязкости. Раствор фильтруют и заливают в фильеру, через которую протягивают световод согласно общей методике. Температура в печи, где происходит удаление растворителя, составляет 300-350°C.From a pre-synthesized, isolated and purified polyamide Ia based on terephthalic acid dichloride and 9.9-bis- (4'-aminophenyl) fluorene, a 15-20% solution in N-MP is prepared corresponding to the required viscosity range. The solution is filtered and poured into a die through which the optical fiber is pulled according to the general procedure. The temperature in the furnace where the solvent is removed is 300-350 ° C.

Figure 00000013
Figure 00000013

Покрытие из полимера представленного строения имеет температуру стеклования порядка 390°C и температуру 10%-ной потери массы на воздухе около 510°C. Пленочные образцы полимера демонстрируют разрывную прочность порядка 115 МПа, модуль упругости при растяжении 2350 МПа, разрывное удлинение около 8% (таблица).The polymer coating of the present structure has a glass transition temperature of about 390 ° C and a temperature of 10% weight loss in air of about 510 ° C. Film polymer samples demonstrate tensile strength of the order of 115 MPa, tensile modulus of 2350 MPa, tensile elongation of about 8% (table).

Световод с покрытием из полиамида Ia устойчив к продолжительным термическим воздействиям: выдержка в течение 120 ч при 250°C приводит к 10%-ной потере прочности на изгиб, при 300°C - 30%-ной (фиг. 2).A fiber with a coating of polyamide Ia is resistant to prolonged thermal effects: exposure for 120 h at 250 ° C leads to a 10% loss in bending strength, at 300 ° C - 30% (Fig. 2).

Пример 2Example 2

Покрытие изготавливают из раствора сополиамида Ib на основе дихлорангидрида терефталевой кислоты (1,0 моль), 9,9-бис-(4'-аминофенил)флуорена (0,5 моль) и 2-хлор-1,4-диаминобензола (0,5 моль) в N-МП. Температура в печи 300-350°C.The coating is made from a solution of copolyamide Ib based on terephthalic acid dichloride (1.0 mol), 9.9-bis- (4'-aminophenyl) fluorene (0.5 mol) and 2-chloro-1,4-diaminobenzene (0, 5 mol) in N-MP. The temperature in the oven is 300-350 ° C.

Figure 00000014
Figure 00000014

Покрытие имеет температуру стеклования порядка 390°C и температуру 10%-ной потери массы на воздухе около 470°C. Разрывная прочность пленочных образцов составляет порядка 140 МПа, модуль упругости при растяжении - 2060 МПа при разрывном удлинении 10% (таблица). Выдержка световода с покрытием из сополиамида Ib в течение 3 ч при 250 и 300°C уменьшает его прочность на изгиб не более чем на 15 и 30% соответственно (фиг. 2).The coating has a glass transition temperature of about 390 ° C and a temperature of 10% weight loss in air of about 470 ° C. The tensile strength of film samples is about 140 MPa, the tensile modulus is 2060 MPa with a tensile elongation of 10% (table). The exposure of a fiber coated with copolyamide Ib for 3 hours at 250 and 300 ° C reduces its bending strength by no more than 15 and 30%, respectively (Fig. 2).

Пример 3Example 3

Покрытие изготавливают из раствора сополиамида Ic на основе дихлорангидрида терефталевой кислоты (1,0 моль), 9,9-бис-(4'-аминофенил)флуорена (0,3 моль) и 2-хлор-1,4-диаминобензола (0,7 моль) в N-МП. Температура в печи 300-350°C.The coating is made from a solution of copolyamide Ic based on terephthalic acid dichloride (1.0 mol), 9.9-bis- (4'-aminophenyl) fluorene (0.3 mol) and 2-chloro-1,4-diaminobenzene (0, 7 mol) in N-MP. The temperature in the oven is 300-350 ° C.

Figure 00000015
Figure 00000015

Покрытие обладает свойствами, сопоставимыми с описанными в примере 2.The coating has properties comparable to those described in example 2.

Пример 4Example 4

Покрытие изготавливают из раствора сополиамида Id на основе дихлорангидрида терефталевой кислоты (1,0 моль), 9,9-бис-(4'-аминофенил)флуорена (0,5 моль) и 3,5-диаминобензойной кислоты (0,5 моль) в N-МП. Температура в печи 300-350°C.The coating is made from a solution of copolyamide Id based on terephthalic acid dichloride (1.0 mol), 9.9-bis- (4'-aminophenyl) fluorene (0.5 mol) and 3,5-diaminobenzoic acid (0.5 mol) in N-MP. The temperature in the oven is 300-350 ° C.

Figure 00000016
Figure 00000016

Покрытие из полимера представленного строения имеет температуру стеклования порядка 360°C и температуру 10%-ной потери массы на воздухе около 440°C. Пленочные образцы полимера демонстрируют разрывную прочность порядка 135 МПа, модуль упругости при растяжении 1600 МПа и разрывное удлинение около 11% (таблица).The polymer coating of the present structure has a glass transition temperature of about 360 ° C and a temperature of 10% weight loss in air of about 440 ° C. Film polymer samples exhibit tensile strength of the order of 135 MPa, tensile modulus of 1600 MPa and tensile elongation of about 11% (table).

Световоды с покрытием из сополиамида Id устойчивы к значительным термическим воздействиям. Прочность световода на изгиб с покрытием из такого полимера не уменьшается после выдержки в течение 72 и 3 ч при 250 и 300°C соответственно (фиг. 2).Optical fibers coated with Id copolyamide are resistant to significant thermal effects. The flexural strength of a fiber with a coating of such a polymer does not decrease after exposure for 72 and 3 hours at 250 and 300 ° C, respectively (Fig. 2).

Пример 5Example 5

Покрытие изготавливают из раствора сополиамида Ie на основе 3,3-бис-[(4'-хлоркарбонил)фенил]фталида и 2-хлор-1,4-диаминобензола в N-метил-2-пирролидоне. Температура в печи 300-350°C.The coating is made from a solution of copolyamide Ie based on 3,3-bis - [(4'-chlorocarbonyl) phenyl] phthalide and 2-chloro-1,4-diaminobenzene in N-methyl-2-pyrrolidone. The temperature in the oven is 300-350 ° C.

Figure 00000017
Figure 00000017

Покрытие характеризуется температурой стеклования порядка 360°C и температурой 10%-ной потери массы на воздухе около 470°C. Пленки из полиамида Ie имеют разрывную прочность порядка 100 МПа, модуль упругости при растяжении 1700 МПа и разрывное удлинение около 18% (таблица). Прочность световода на изгиб с покрытием из такого полимера не уменьшается после выдержки в течение 1 ч при 350°C и уменьшается не более чем на 10% после выдержки в течение 72 ч при 300°C (фиг. 2).The coating is characterized by a glass transition temperature of about 360 ° C and a temperature of 10% weight loss in air of about 470 ° C. Films from polyamide Ie have a tensile strength of about 100 MPa, a tensile modulus of 1700 MPa, and an elongation of about 18% (table). The bending strength of a fiber with a coating of such a polymer does not decrease after exposure for 1 h at 350 ° C and decreases by no more than 10% after exposure for 72 hours at 300 ° C (Fig. 2).

Пример 6Example 6

Изготовление покрытия из полиамида Ia, представленного в примере 1, осуществляют аналогично, но для приготовления раствора полиамида используют N,N-диметилформамид, а температура в печи составляет 250-300°C. Свойства покрытия аналогичны свойствам покрытия, описанного в примере 1 (см. таблицу).The manufacture of the coating from polyamide Ia described in Example 1 is carried out similarly, but N, N-dimethylformamide is used to prepare the polyamide solution, and the oven temperature is 250-300 ° C. The properties of the coating are similar to the properties of the coating described in example 1 (see table).

Пример 7Example 7

Изготовление покрытия из полиамида Ia, представленного в примере 1, осуществляют аналогично, но для приготовления раствора полиамида используют N,N-диметилацетамид, а температура в печи составляет 250-300°C. Свойства покрытия аналогичны свойствам покрытия, описанного в примере 1 (см. таблицу).The manufacture of the coating from polyamide Ia described in Example 1 is carried out similarly, but N, N-dimethylacetamide is used to prepare the polyamide solution, and the oven temperature is 250-300 ° C. The properties of the coating are similar to the properties of the coating described in example 1 (see table).

Пример 8Example 8

Синтез полиамида Ia, используемого в примере 1, осуществляют в N-метил-2-пирролидоне. Полученный в результате синтеза раствор разбавляют до требуемой вязкости и используют без выделения полимера (in situ) в соответствии с методикой, описанной в примере 1. Свойства покрытия схожи со свойствами покрытия, описанного в примере 1 (см. таблицу).The synthesis of polyamide Ia used in example 1 is carried out in N-methyl-2-pyrrolidone. The resulting synthesis solution is diluted to the desired viscosity and used without isolating the polymer (in situ) in accordance with the procedure described in example 1. The properties of the coating are similar to the properties of the coating described in example 1 (see table).

Все полиамидные покрытия, полученные в примерах 1-8, растворимы в N-МП, ДМФА и ДМАА.All polyamide coatings obtained in examples 1-8 are soluble in N-MP, DMF and DMAA.

Figure 00000018
Figure 00000018

Технический результат - новые термостойкие покрытия волоконных световодов из растворимых ароматических гомо- и сополиамидов, удобный способ их изготовления из раствора и возможность удаления с помощью соответствующего растворителя.EFFECT: new heat-resistant coatings of fiber optical fibers from soluble aromatic homo- and copolyamides, a convenient method for their manufacture from solution, and the possibility of removal using an appropriate solvent.

Заявляемое изобретение обладает следующими преимуществами:The claimed invention has the following advantages:

- получаемые покрытия волоконных световодов термостабильны и легко удаляются с поверхности благодаря использованию при их изготовлении растворимых ароматических гомо- и сополиамидов с высокой тепло- и термостойкостью;- the resulting coatings of fiber optic fibers are thermostable and easily removed from the surface due to the use of soluble aromatic homo- and copolyamides in their manufacture with high heat and heat resistance;

- для изготовления покрытий и их удаления с поверхности световода можно использовать широкий круг органических растворителей амидного типа;- for the manufacture of coatings and their removal from the surface of the fiber, you can use a wide range of organic solvents of the amide type;

- после нанесения раствора полиамида на световод для формирования конечного покрытия необходимо только удаление растворителя при нагревании (отсутствуют химические превращения при формировании покрытия, которые подразумевает способ-прототип);- after applying the polyamide solution to the fiber to form the final coating, it is only necessary to remove the solvent when heated (there are no chemical transformations during the formation of the coating, which involves the prototype method);

- требуемая толщина покрытия в 5-10 мкм достигается в результате однократного нанесения;- the required coating thickness of 5-10 microns is achieved as a result of a single application;

- можно получать полиамидные покрытия волоконных световодов из кардовых и других ароматических гомо- и сополиамидов с варьируемыми свойствами;- it is possible to obtain polyamide coatings of optical fibers from carded and other aromatic homo- and copolyamides with variable properties;

- получаемые покрытия обладают необходимой адгезией к поверхности световода и прочно удерживаются на его поверхности, что обусловливает высокую прочность на изгиб после термообработки в отличие от арамидной пленки, используемой в роли термостабильного покрытия.- the resulting coatings have the necessary adhesion to the surface of the fiber and are firmly held on its surface, which leads to high bending strength after heat treatment, in contrast to the aramid film used as a thermostable coating.

Claims (7)

1. Термостойкое растворимое покрытие волоконного световода из ароматического гомо- или сополиамида формулы I с молекулярной массой от 35000 до 85000:1. Heat-resistant soluble fiber coating of an aromatic homo- or copolyamide of formula I with a molecular weight of from 35,000 to 85,000:
Figure 00000019
,
Figure 00000019
,
где х:у=0-1:1-0;where x: y = 0-1: 1-0;
Figure 00000020
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000021
2. Способ изготовления покрытия по п. 1, включающий вытягивание световода из заготовки, протягивание его через фильеру, содержащую раствор полиамида формулы I с вязкостью 2400-18000 мПа⋅с, и удаление растворителя при нагревании в печи при 250-350°С.2. A method of manufacturing a coating according to claim 1, including pulling the fiber from the preform, pulling it through a die containing a solution of a polyamide of formula I with a viscosity of 2400-18000 mPa · s, and removing the solvent when heated in an oven at 250-350 ° C. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что для приготовления раствора полиамида формулы I используют апротонные диполярные растворители, такие как N-метил-2-пирролидон, N,N-диметилформамид, N,N-диметилацетамид.3. The method according to claim 2, characterized in that aprotic dipolar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide are used to prepare a solution of the polyamide of formula I.
RU2016148947A 2016-12-13 2016-12-13 Coatings of fibre light guides from aromatic polyamides and method of their manufacture RU2644891C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148947A RU2644891C1 (en) 2016-12-13 2016-12-13 Coatings of fibre light guides from aromatic polyamides and method of their manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148947A RU2644891C1 (en) 2016-12-13 2016-12-13 Coatings of fibre light guides from aromatic polyamides and method of their manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2644891C1 true RU2644891C1 (en) 2018-02-14

Family

ID=61227118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016148947A RU2644891C1 (en) 2016-12-13 2016-12-13 Coatings of fibre light guides from aromatic polyamides and method of their manufacture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2644891C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1662089A1 (en) * 1988-11-23 1995-06-27 Институт Радиотехники И Электроники Ан Ссср Composition for fibre light guide protective coating
RU95110054A (en) * 1994-06-21 1997-05-10 Хехст АГ (DE) Fiber-reinforced molded product, aromatic polyamide braids or tapes, and application of these braids to reinforce polymer concrete or materials hardening hydraulically or in air
RU2411313C2 (en) * 2006-07-26 2011-02-10 Тейдзин Текно Продактс Лимитед Aromatic polyamide fibre, method of making said fibre and protective clothing material
WO2012129422A2 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 Akron Polymer Systems, Inc. Aromatic polyamide films for transparent flexible substrates

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1662089A1 (en) * 1988-11-23 1995-06-27 Институт Радиотехники И Электроники Ан Ссср Composition for fibre light guide protective coating
RU95110054A (en) * 1994-06-21 1997-05-10 Хехст АГ (DE) Fiber-reinforced molded product, aromatic polyamide braids or tapes, and application of these braids to reinforce polymer concrete or materials hardening hydraulically or in air
RU2411313C2 (en) * 2006-07-26 2011-02-10 Тейдзин Текно Продактс Лимитед Aromatic polyamide fibre, method of making said fibre and protective clothing material
WO2012129422A2 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 Akron Polymer Systems, Inc. Aromatic polyamide films for transparent flexible substrates

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7080366B2 (en) Polyamide-imide film and its manufacturing method
KR102534257B1 (en) Polyamide-imide film and preparation method thereof
JP6742315B2 (en) Solvent-resistant transparent aromatic polyamide film with high refractive index
JP4262987B2 (en) Method for producing a molded body from a polyamide molding compound for producing an optical lens
JPH06511222A (en) Glass fiber coated with photocurable polyimide
EP3505558B1 (en) Process for preparing a poly(amide-imide) film and a poly(amide-imide) film prepared by the same
RU2644891C1 (en) Coatings of fibre light guides from aromatic polyamides and method of their manufacture
KR102045102B1 (en) Cross-linked aramid
KR20100105182A (en) Process for making imide and aramid function containing novel polymer and application
CN110325568B (en) Method for producing polyamide-imide film
US3371009A (en) Aromatic polyimide laminates and methods of producing such laminates
CA1151875A (en) Method for the manufacture of a high-tensile-strength light wave-guide
Flipsen et al. Polymer optical fiber with high thermal stability and low optical losses based on novel densely crosslinked polycarbosiloxanes
JPH01287167A (en) Production of high polymer composite material
KR102017821B1 (en) Polyamideimide copolymers and film comprising the same
KR20200008006A (en) Polyamide-imide film and preparation method thereof
JP2940645B2 (en) Heat resistant plastic optical fiber
RU2791384C1 (en) Heat-resistant protective coatings from polyimides based on 3,5-diaminobenzoic acid
KR102252331B1 (en) Method for preparing poly(amide-imide) film and poly(amide-imide) film manufactured by the same
SU532608A1 (en) Method for preparing polybenzimidazoles
KR20230104023A (en) Manufacturing method for aramid copolymer and copolymerized aramid fiber
JP2765039B2 (en) Fiber optic cable
JPH03281628A (en) Preparation of regularly reticular polyamide molding having heat resistance
JP2002275263A (en) Polyamide-imide
JPS61132545A (en) Coating material for optical glass fiber

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20201127