[发明专利]一种增强型塑料光纤及其制备方法

说明书

本发明公开了一种增强型塑料光纤及其制备方法，通过在塑料光纤上包覆石墨烯层，利用石墨烯的高导热能力及石墨烯层致密的包覆作用而提高塑料光纤的耐热能力。同时本发明提出了制备石墨烯层包覆塑料光纤的方法。即将能够快速加热的微波技术与石墨烯衍生物的微波吸收特性结合，同时结合石墨烯的高导热能力及石墨烯层的热量易于被快速交换转移的特性，使得塑料光纤表面涂布的石墨烯衍生物能够快速、低能耗地转化为石墨烯，从而有助于塑料光纤及石墨烯材料更好地服务社会。

技术领域

本发明属于通讯领域，涉及一种增强型塑料光纤即通过包覆具有良好导热能力及封闭能力的石墨烯层而提高塑料光纤的耐温特性及抗衰减性能。本发明同时提供了石墨烯层包覆塑料光纤的制备方法。

背景技术

随着Internet数据通信、视频点播、可视电话、电视会议等多媒体业务的迅速扩大，对物理网络的宽带化、高速化提出了更高的要求，光纤到户和光纤到桌面的传输网络逐步取代现有的光电混合形式成为最理想的传输网络。在全光交换网络中，利用塑料光纤(plastic optical fiber，POF)结合石英光纤铺设入户光纤通信网络技术的研究成为光纤通信技术研究的一个热点。塑料光纤在高速短距离通信传输中在成本方面与对称电缆相当，在100m范围内传输带宽可达数GHz，且具有易连接、可挠性好、易于弯曲等优势。利用通信用POF配合石英光纤，在FTTH的末端(家庭综合布线)将发挥效用，可以解决“最后几百米”的接入难题。目前，全社会倡导低碳建设，使用更加环保的塑料光纤，相对五类线等铜缆产品，也更具竞争力。随着全球范围内宽带建设的进一步提速，光纤到户(FTTH)市场前景广阔，塑料光纤将是最适合的技术手段之一。通过塑料光纤，可实现智能家电(家用PC、HDTV、电话、数字成像设备、家庭安全设备、空调、冰箱、音响系统、厨用电器等)的联网，达到家庭自动化和远程控制管理，提高生活质量；通过塑料光纤，可实现办公设备的联网，如计算机联网可以实现计算机并行处理，办公设备间数据的高速传输可大大提高工作效率，实现远程办公等。然而目前在实际应用中塑料光纤耐热性的提高及损耗的降低是其进一步推广应用的最大障碍，也是该领域的研究热点。目前人们通过不断开发探索已经获得了耐温可达120摄氏度的塑料光纤，其耐热性能的进一步提高还需要人们的继续努力。而塑料光纤损耗一方面与其材料结构如碳-氢键特点相关，另外一方面则与其机械损耗相关。人们开发了梯度氟塑料光纤以降低结构相关的损耗，但是对于机械损耗的降低措施目前人们还在研究之中。事实上，人们的研究发现石英光纤表面涂布碳能够利用碳素的致密膜层，使光纤表面与外界隔离，从而改善光纤的机械疲劳损耗和氢分子的损耗。然而碳涂层往往需要高温操作，因此目前仅适用于耐高温的石英光纤，而无法用于损耗更严重也更迫切需要降低的塑料光纤。因此人们还需要开发新的技术以使得塑料光纤在提高耐热性能和降低机械损耗等方面取得进展。为此本申请在国际上首次提出在塑料光纤上涂布石墨烯层从而利用石墨烯高的导热性能以提高塑料光纤的耐热性能，从而促进塑料光纤更好地服务社会。为此本申请还提出了石墨烯层包覆塑料光纤的制备方法即先在塑料光纤上涂布石墨烯衍生物层形成复合塑料光纤，然后在非氧化气氛中复合塑料光纤以设定速度运动通过微波加热区利用石墨烯衍生物的微波吸收能力用微波在限定的短时间内快速加热处理石墨烯衍生物层，然后快速冷却，从而获得石墨烯层包覆的塑料光纤。本申请的应用将有助于塑料光纤在社会上更好地推广应用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种增强型塑料光纤及其制备方法，通过在塑料光纤上包覆石墨烯层，利用石墨烯的高导热能力及石墨烯层致密的包覆作用而提高塑料光纤的耐热能力及降低机械损耗的能力。同时该申请提出了制备石墨烯层包覆塑料光纤的方法。本发明的应用将有助于塑料光纤和石墨烯材料更好地服务社会。

技术方案：本发明的一种增强型塑料光纤，塑料光纤表面包覆石墨烯层。

所述石墨烯层中碳含量大于90％。