[发明专利]一种具有优异光传输性能的石英光纤及其制备方法

权利要求书

1.一种具有优异光传输性能的石英光纤，其特征在于，所述石英光纤是先在石英基片上涂覆有偶氮苯聚合物溶液得到复合石英，然后再在复合石英上涂覆有金刚石颗粒溶液，然后采用化学气相沉积法，将金刚石颗粒生长在复合石英表面上，得到石英光纤；所述偶氮苯聚合物溶液是将偶氮苯聚合物溶解在环戊酮中配成25-35mg/mL的溶液，所述偶氮苯聚合物，按摩尔百分比计，主要由以下组分构成：甲基丙烯酸异丁基POSS 35-45%、甲基丙烯酸三氟乙酯30-50%、偶氮苯单体6-[4-（4-氰基偶氮苯基）苯氧基]乙基甲基丙烯酸20-30%；所述金刚石颗粒溶液，按质量份数计，主要由以下组分构成：二甲基亚砜80-90份、金刚石粉末1-2份、聚乙烯醇0.5-1.5份。

2.根据权利要求1所述的具有优异光传输性能的石英光纤，其特征在于，所述金刚石粉末的平均粒径为60-80nm；所述偶氮苯聚合物溶液在石英基片上的涂覆厚度为0.2-0.5 mm；所述金刚石颗粒溶液的涂覆厚度为0.3-0.8mm。

3.根据权利要求1至2任一项所述具有优异光传输性能的石英光纤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）偶氮苯聚合物的制备：按照配方，将甲基丙烯酸异丁基POSS、甲基丙烯酸三氟乙酯和偶氮苯单体6-[4-（4-氰基偶氮苯基）苯氧基]乙基甲基丙烯酸同时溶解在四氢呋喃中，加入引发剂进行自由基聚合反应的引发；自由基聚合反应结束后，将溶液缓慢滴入事先经过冷冻处理的甲醇溶剂中，在磁力搅拌下产生沉淀；将上述沉淀用四氢呋喃溶解后重复上述步骤3~5次，得到的沉淀经过真空干燥处理后，得到偶氮苯聚合物；

（2）偶氮苯聚合物溶液的制备：将上述偶氮苯聚合物溶解在环戊酮中配成25-35mg/mL的偶氮苯聚合物溶液后，备用；

（3）金刚石颗粒溶液的制备：按照配方，将聚乙烯醇和二甲基亚砜混合后，升温至80～95℃，超声混合均匀，然后加入金刚石粉末混匀，得到金刚石颗粒溶液，备用；

（4）石英光纤的制备：用蒸馏水、乙醇、蒸馏水依次冲洗的石英基片，并用氮气吹干；先在石英基片上涂覆有偶氮苯聚合物溶液得到复合石英，然后再在复合石英上涂覆有金刚石颗粒溶液得到石英光纤。

4.根据权利要求3所述具有优异光传输性能的石英光纤的制备方法，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈，所述引发剂与偶氮苯聚合物的摩尔比为100:2-3，所述四氢呋喃需要经过蒸馏。

5.根据权利要求3所述具有优异光传输性能的石英光纤的制备方法，其特征在于，所述步骤的（1）中的自由基聚合反应是在充满氮气的密封容器内进行，所述自由基聚合反应的反应温度为60-70℃，反应时间为70-80h。

6.根据权利要求3所述具有优异光传输性能的石英光纤的制备方法，其特征在于，所述步骤的（4）中的石英光纤的制备，包括涂覆偶氮苯聚合物、涂覆金刚石颗粒；所述涂覆偶氮苯聚合物，包括如下步骤：

（1）用蒸馏水、乙醇、蒸馏水依次冲洗的石英基片，用氮气吹干后，在充满氮气的密封容器内进行保护；

（2）将配置好的偶氮苯聚合物溶液，滴涂在石英基片上，完全涂覆后，保持16-24h，得到复合石英。

7.根据权利要求6所述具有优异光传输性能的石英光纤的制备方法，其特征在于，所述涂覆金刚石颗粒，包括如下步骤：

（1）将金刚石颗粒溶液滴涂在复合石英上，完全涂覆后，保持10-12h，用去离子水清洗，干燥；

（2）干燥后放入热丝化学气相沉积设备，以丙酮为碳源，采用氢气鼓泡方式将丙酮带入到反应室中，氢气与丙酮的流量比为200：40～90，热丝与石英光纤的距离为7～10mm，反应功率为1600～2300W，工作气压为1.5～3.5Kpa，金刚石颗粒生长时间为10～30min，生长结束后，在不通氢气的条件下降温冷却至室温，得到石英光纤。