光纖二次被覆專用料PBT的水解和老化性能

光纖二次被覆專用料PBT的水解和老化性能上海德鴻高新材料有限公司 林友釵【摘要】PBT材料由于具有良好的力學(xué)性能和化學(xué)性能，因此被用作光纖松套管，但由于PBT材料是一種結(jié)晶熱塑性飽和聚酯，容易水解和老化，這樣會(huì)直接影響到光纜的使用壽命。在PBT材料中，端羧基含量的高低是判斷材料抗水解的很重要指標(biāo)，本文就材料的抗水解性能和端羧基含量對(duì)材料水解老化的影響，做了一下粗淺的分析。【關(guān)鍵詞】PBT材料、水解、老化、端羧基含量、量子納米、等效加速水解老化實(shí)驗(yàn)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（簡(jiǎn)稱PBT）是熱塑性飽和聚酯的一種，是結(jié)晶性很強(qiáng)的一種工程塑料。PBT，PA，POM和MPPO（改性聚苯醚）被稱為五大通用工程塑料，其中PBT工程塑料占主導(dǎo)地位。PBT具有優(yōu)異的加工性能，尺寸穩(wěn)定，表面光潔度好，具有優(yōu)異的耐熱性，耐老化性和耐化學(xué)腐蝕性，因此用途極為廣泛。在通信光纜行業(yè)中主要用于光纖材料的二次被覆，對(duì)光纖起保護(hù)和緩沖作用。光纜光纖松套管PBT專用料除了在力學(xué)和機(jī)械l生能方面符合光纖二次被覆的要求外，在水解和老化性能方面顯得格外重要，因?yàn)檫@決定了光纜的使用壽命。一、 光纖二次被覆專用料PBT束管成型的工藝特性PBT是由直接酯化法或酯交換法，通過縮聚脫水而成的。由于生產(chǎn)工藝的限制，不論是那種生產(chǎn)方法得到的PBT樹脂基料，其特性粘度都只能在1.O左右，平均分子量較低，機(jī)械強(qiáng)度和力學(xué)性能還不能滿足光纖二次被覆的要求，尤其是耐水解性能比較差，必須對(duì)PBT樹脂進(jìn)行增粘改型，提高PBT樹脂的特性粘度在1.25以上，使PBT材料具有良好的機(jī)械性能和加工性能，符合制作光纖束管的要求，同時(shí)還要考慮到光纜的使用壽命問題，制做的束管必須具有一定的耐水解性能和老化性能。我們采用加入特種助劑和納米材料相結(jié)合來改善PBT材料的特性。納米技術(shù)是將尺寸為納米級(jí)的超細(xì)無機(jī)顆粒加入到PBT材料、中去，組成有機(jī)和無機(jī)復(fù)合材料，從而將PBT材料的柔韌性、高彈性和易加工成型，和無，...'一-機(jī)物的高強(qiáng)度和剛性、耐熱性好、不易變形的特點(diǎn)結(jié)合起來。由于采用了納米物質(zhì)這一全新的技術(shù)，使納米材料的力學(xué)、化學(xué)性能產(chǎn)生了新的特征，使PBT具有全新的獨(dú)特性能。PBT材料是一種可以熱成型的熱塑性材料。它在不同的溫度下的力學(xué)聚集態(tài)有三種：玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。溫度越高，形變?cè)酱蟆９饫|光纖松套管PBT專用料在二次被覆制作束管時(shí)，在不同的工藝階段，PBT處于不同的力學(xué)聚集態(tài)，呈現(xiàn)不同的物理形狀。二、 端羧基含量對(duì)PBT材料水解老化性能的影響PBT材料，化學(xué)名稱為聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，它是由對(duì)苯二甲酸和1，4--T--醇單體在高溫、真空、催化劑和穩(wěn)定劑的條件下，經(jīng)過縮聚脫水而成，這一反應(yīng)是可逆反應(yīng)。PBT在水的作用下，由水解反應(yīng)使聚合物分解，分子鏈斷裂，分子量減少，從而失去PBT束管所具有的韌性和剛性。我們選取了幾個(gè)品種的PBT材料是通過酯化法合成的，其端羧基含量見下表。PBT樹脂端羧基含量（表1）品種名稱端羧基含量(mmol/kg)III平均值臺(tái)灣30.5229.7830.15

韓國(guó)31.3230.9431.13江蘇48.2247.5647.89品種名稱端羧基含量(mmol/kg)III平均值樣品127.4527.0127.23樣品227.1526.9027.00樣品326,8326.9226.88樣品426.7627.0526.90端羧基含量平均值=27.00各：I~IXPBT專用料的端羧基含量（表3）品種名稱平均值澳泰26026.2026.3526.28德國(guó)25.3225.6325.48韓國(guó)30.0529.7829.92美國(guó)35.3435.7535.55國(guó)產(chǎn)38.3538.0538.20由表2可知，我公司生產(chǎn)的光纖二次被覆專用^PBT比其他公司生產(chǎn)的PBT專用料的含量要低，比德國(guó)某公司的含量要高。國(guó)外對(duì)PBT的研究比國(guó)內(nèi)要早很多年，對(duì)PBT的合成工藝路線國(guó)外均已工業(yè)化，對(duì)光纖二次被覆專用料PBT的研究也早于我國(guó)，各項(xiàng)技術(shù)成熟。雖然我們研究比較晚，但起步比較高，產(chǎn)品質(zhì)量并不比國(guó)外差，尤其是光纖二次被覆專用料PBT在的耐水解和老化性能方面。我們采用美國(guó)GE公司提出的一個(gè)等效加速老化實(shí)驗(yàn)方法來判斷光纖二次被覆專用料PBT的水解和老化性能。樣品：取90mm長(zhǎng)的PBT束管樣品，每批10根，每10根樣品放在布袋中，寫上名稱、日期和試驗(yàn)條件，一共五批。外套大布袋，分供2,3,5,7,9天的實(shí)驗(yàn)用。試驗(yàn)方法：將上述樣品放在盛水蒸氣壓力鍋內(nèi)，加熱到120~C后開始計(jì)時(shí)，2天后拿出一袋，放在吸水紙上，吸干水后，樣品放在鋁鍋內(nèi)，放進(jìn)冰箱一35°C中，經(jīng)過一個(gè)晚上，在室溫下達(dá)到溫度平衡后，用手工彎180度，計(jì)算脆化斷裂樣品所占比例。同樣3,5,7，9天試驗(yàn)如上。壽命終結(jié)判斷標(biāo)準(zhǔn)：3天，120~C，100%相對(duì)濕度的條件等效于85C、85%相對(duì)濕度的老化條件，通過此條件不脆化開裂者為合格。此法簡(jiǎn)單省時(shí)，不需要任何復(fù)雜的試驗(yàn)測(cè)量設(shè)備。根據(jù)各地區(qū)的PBT專用料，我們制作成光纖束管后，做了關(guān)于老化性能方面的比較：PBT專用料老化試驗(yàn)（表4）天數(shù)德鴻德國(guó)韓國(guó)210根均無斷裂1O根均無斷裂10根均無斷裂310根均無斷裂1O根均無斷裂10根均無斷裂510根均無斷裂10根均無斷裂10根均無斷裂710根均無斷裂10根均無斷裂10根均無斷裂92根有裂痕，8根完好1根有裂痕，9根完好1根斷裂，2根有裂痕根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，德鴻公司的光纖二次被覆專用料PBT的抗水解和老化性能可以與進(jìn)口品牌相媲美。通過適當(dāng)?shù)母男秃?，完全可以得到水解和老化性能良好的PBT專用料。結(jié)論：用等效加速水解老化的試驗(yàn)方法來測(cè)定光纖二次被覆專用料P13T的水解和老化性能是可行的