CN101336383A - 抗冲击的光波导管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

抗冲击波导管包括包围芯的包层。增强填料掺入到制备芯所使用的可固化的有机硅组合物内，从而赋予芯抗冲击性。制备波导管的方法包括将可固化的有机硅组合物注入到由有机硅弹性体管道制成的包层内，之后固化该可固化的有机硅组合物。

Description

抗冲击的光波导管及其制造方法
交叉参考
[0001]本申请要求2006年2月1日提交的美国临时专利申请序列号60/764196的权益。美国临时专利申请序列号60/764196在此通过参考引入。
技术领域
[0002]本发明涉及抗冲击的光波导管及其有效制造方法。
背景技术
[0003]含由芯和包层(它们分别由弹性体材料制成)组成的波导管的传感器是已知的。这种传感器可包括各自与光波导管的末端相连的发光装置和光接收装置。芯或包层或这二者可以透明，且芯的折射指数稍微大于包层。芯和包层这二者可由合成橡胶或凝胶制成。
[0004]在例如美国专利4529789中公开了在制备波导管中所使用的组合物。然而，这一组合物固化形成对于一些应用来说折射指数不足且抗冲击性不足的凝胶。存在于这一组合物内的树脂也可引起浑浊，这对于光波导管应用来说是非所需的。
[0005]已有的波导管常常通过首先制备芯和之后用包层材料涂布芯来制备。这一方法包括通过喷嘴挤出高粘度的透明组合物，固化该组合物形成芯，施加液体包层材料到芯的外周，之后固化该包层材料。由这种波导管制造的传感器的缺点是要求额外的连接器来固定传感器的部件，例如辐射源和在波导管末端的检测器。这增加工艺步骤与制造传感器的成本。
待解决的问题
[0006]本发明的目的是通过有效的制造方法，提供含抗冲击的波导管的传感器。
发明概述
[0007]通过提供含包围芯的包层的抗冲击的波导管，本发明解决了上述问题。将增强填料掺入到制备芯所使用的可固化的有机硅组合物内，从而赋予芯抗冲击性。制造波导管的方法包括将可固化的有机硅组合物注入到包括管材(tubing)的包层内，之后固化该可固化的有机硅组合物。
详细说明
[0008]所有用量、比值和百分数以重量计，除非另有说明。冠词“一个、一种，该(a，an，the)”各自是指一个或多个。
波导管
[0009]波导管包括被包层包围的芯。芯是折射指数高于包层的折射指数的有机硅弹性体。可基于波导管的最终用途来选择芯的折射指数与包层的折射指数之差。例如，在一些应用中，差值范围可以是0.005-0.55，或者0.1-0.3。例如，当需要相对小的弯曲半径时，例如当波导管必须在小的区域内弯曲到90度或更大的角度时，这一范围内的差值可能是理想的。或者，当波导管在大距离内用于数字数据传输应用时，较小的折射指数差，例如0.005-0.04可能是理想的。
芯
[0010]可通过将可固化的有机硅组合物注入到包层内，之后固化该组合物，制备芯。芯的折射指数范围可以是1.43-1.59，或者1.46-1.54。合适的组合物包含：
(I)每一分子平均具有至少两个反应性不饱和有机基团的聚有机基硅氧烷，
(II)每一分子平均具有至少两个与硅键合的氢原子的固化剂，
(III)氢化硅烷化催化剂，和
(IV)增强填料。
组分(I)聚有机基硅氧烷
[0011]组合物中的组分(I)是能经历氢化硅烷化反应的每一分子平均具有至少两个不饱和有机基团的聚有机基硅氧烷。组分(I)可以是均聚物或共聚物。组分(I)可具有直链、支链或环状结构。在组分(I)中每一分子中的反应性不饱和有机基团可位于末端、侧链或同时位于末端和侧链位置上。组分(I)的折射指数可以是1.38-1.59。组分(I)在组合物中的用量是100重量份。组分(I)可包括硅氧烷单元，其中包括但不限于R2R1 2SiO1/2、R1 3SiO1/2、R2R1SiO2/2、R1 2SiO2/2和R1SiO3/2单元。在前述通式中，每一R1独立地为单价有机基团。合适的单价有机基团包括但不限于：烷基，例如甲基、乙基、丙基和丁基；链烯基，例如乙烯基、烯丙基和丁烯基；炔基，例如乙炔基和丙炔基；芳族基团，例如苯基、苯乙烯基、甲苯基、二甲苯基和苄基。然而，至少5％或者至少50％的R1是芳族基团。为芳族基团的R1基的含量范围可以是10-90％。为芳族基团的R1的确切量取决于各种因素，其中包括所选的填料。一般地，当存在较多的芳族基团时，折射指数增加。每一R2独立地为不饱和的单价有机基团。R2例举：链烯基，例如乙烯基、烯丙基和丁烯基；和炔基，例如乙炔基和丙炔基。组分(I)可包括下述通式的聚二有机基硅氧烷：
(A)R1 3SiO(R1 2SiO)α(R1R2SiO)βSiR1 3，
(B)R1 2R2SiO(R1 2SiO)α(R1R2SiO)βSiR1 2R2，或
(C)其组合。
在这些通式中，R1和R2如上所述，α的平均值为0-20,000，和β的平均值为2-20,000。
[0012]组分(I)可包括聚二有机基硅氧烷，例如二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基苯基硅氧烷)、二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷)、苯基甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、及其组合。
[0013]组分(I)可以是单一的聚二有机基硅氧烷或含至少一种下述性能不同的两种或更多种聚二有机基硅氧烷的组合：结构、粘度、平均分子量、硅氧烷单元和序列。制备适合于用作组分(I)的聚二有机基硅氧烷的方法，例如水解和缩合相应的有机基卤代硅烷，或平衡环状聚二有机基硅氧烷是本领域众所周知的。
组分(II)固化剂
[0014]组分(II)可以是每一分子平均具有至少两个与硅键合的氢原子的聚有机基氢硅氧烷。组分(II)可以是均聚物或共聚物。组分(II)可具有直链、支链或环状结构。组分(II)内与硅键合的氢原子可位于末端、侧链或同时位于末端基和侧链位置上。组分(II)在组合物中的用量足以固化所述组合物。组分(II)的用量足以提供0.5-2个与硅键合的氢原子/个在组分(I)内的反应性不饱和有机基团(SiH/不饱和基团之比)。或者，SiH/不饱和基团之比的范围可以是1.0-1.8。
[0015]组分(II)可包括硅氧烷单元，其中包括但不限于HR3 2SiO1/2、R3 3SiO1/2、HR3SiO2/2、R3 2SiO2/2和HSiO3/2单元。在前述通式中，每一R3独立地选自不含脂族不饱和键的单价有机基团。
[0016]组分(II)可包括下式的化合物：
(a)R3 3SiO(R3 2SiO)γ(R3HSiO)δSiR3 3，或
(b)R3 2HSiO(R3 2SiO)γ(R3HSiO)δSiR3 2H，
(c)其组合。
[0017]在这些通式中，γ的平均值为0-20,000，和δ的平均值为2-20,000。每一R3独立地为不含脂族不饱和键的单价有机基团。合适的不含脂族不饱和键的单价有机基团包括：烷基，例如甲基、乙基、丙基和丁基；芳族基团，例如苯基、苯乙烯基、甲苯基、二甲苯基和苄基。至少5％或者至少50％的R3可以是芳族基团。为芳族基团的R3用量范围可以是10-90％。为芳族基团的R3的确切量取决于各种因素，其中包括所选填料。
[0018]组分(II)例举二甲基氢甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基苯基硅氧烷)、二甲基氢甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷)、二甲基氢甲硅烷氧基封端的聚(甲基氢硅氧烷/甲基苯基硅氧烷)硅氧烷、三甲基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基氢硅氧烷/甲基苯基硅氧烷)、苯基甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基氢硅氧烷)、及其组合。
[0019]组分(II)可以是至少一种下述性能不同的两种或更多种有机基氢聚硅氧烷的组合：结构、平均分子量、粘度、硅氧烷单元和序列。制备适合于用作组分(II)的直链、支链和环状有机基氢聚硅氧烷的方法，例如水解和缩合有机基卤代硅烷是本领域众所周知的。
组分(III)氢化硅烷化催化剂
[0020]合适的氢化硅烷化催化剂是本领域已知的且可商购。氢化硅烷化催化剂的添加量足以催化组合物的固化反应。组分(III)的用量范围基于组合物的重量可以是0.1-1000ppm铂族金属，或者10-100ppm的铂族金属。氢化硅烷化催化剂可包括选自铂、铑、钌、钯、锇或铱金属中的铂族金属，或其有机金属化合物，或它们的组合。氢化硅烷化催化剂例举化合物例如氯铂酸、六水合氯铂酸、二氯化铂，和微包封在基体或核壳型结构内的所述化合物与低分子量有机基聚硅氧烷的络合物或者铂化合物。铂与低分子量有机基聚硅氧烷的络合物包括1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷与铂的络合物。这些络合物可微包封在树脂基体内。
[0021]例如在美国专利3159601、3220972、3296291、3419593、3516946、3814730、3989668、4784879、5036117和5175325和EP0347895B中公开了合适的氢化硅烷化催化剂。微包封的氢化硅烷化催化剂及其制备方法是本领域众所周知的，如美国专利No.4766176和其内引证的参考文献以及美国专利No.5017654中所例举的。
组分(IV)增强填料
[0022]组分(IV)是增强填料。加入到组合物中的组分(IV)的用量取决于所选的填料类型，然而，可基于组合物的重量，将用量为0.01-65％的组分(IV)加入到组合物中。合适的增强填料包括：二氧化硅例如热解法二氧化硅或胶态二氧化硅、氧化钛、硅金属、铝、或其组合。合适的增强填料是本领域已知的且可商购，例如以名称CAB-O-SIL由Cabot Corporation of Massachusetts销售的热解法二氧化硅。所选填料取决于各种因素，其中包括待通过波导管传输的辐射线的波长和填料的性能。例如，当填料的粒度大于待传输的辐射线波长的10％时，那么选择填料和聚二有机基硅氧烷，以便它们的折射指数匹配。“匹配”是指填料的折射指数和聚二有机基硅氧烷的折射指数具有足够接近彼此的数值，以便所得波导管的光损耗足够低，以致于在波导管的出口处检测器检测不到辐射线。例如，在组分(I)和(IV)之间的折射指数在1％以内匹配的情况下，可制备损耗小于或等于0.5dB/cm的长度为2-10m的波导管。当填料的粒度充分小于待传输的辐射线波长的约10％时，不需要组分(I)和(IV)之间的折射指数匹配来降低光损耗。或者，填料的粒度可以小于或等于待传输通过波导管的辐射线波长的10％，和填料可具有填料的折射指数，聚二有机基硅氧烷可具有聚二有机基硅氧烷的折射指数，且填料的折射指数可匹配聚二有机基硅氧烷的折射指数。本领域的技术人员在没有过度实验的情况下能决定何时应当匹配组分(I)和(IV)的折射指数。
[0023]可任选地用处理剂表面处理填料。处理剂和处理方法是本领域已知的，参见例如美国专利6169142(第4栏第42行到第5栏第2行)。可在结合填料与组合物中的其它组分之前，用处理剂处理填料，或者可就地处理填料。
[0024]处理剂可以是通式为R4 εSi(OR5)(4-ε)的烷氧基硅烷，其中ε是1、2或3，或者ε是3。R4是单价有机基团，其中例举1-50个碳原子或者8-30个碳原子或者8-18个碳原子的单价烃基。R4例举烷基，例如己基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基；和芳族基团，例如苄基、苯基和苯乙基。R4可以是饱和或不饱和、支化或未支化和未取代的。R4可以是饱和、未支化和未取代的。
[0025]R5是1-4个碳原子的未取代的饱和烃基。处理剂例举己基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十四烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基乙基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、及其组合。
[0026]烷氧基官能的低聚硅氧烷也可用作处理剂。烷氧基官能的低聚硅氧烷及其制备方法是本领域已知的，参见例如EP1101167A2。例如，合适的烷氧基官能的低聚硅氧烷包括通式为(R6O)vSi(OSiR7 2R8)4-v的那些。在这一通式中，v是1、2或3，或者v是3。每一R6可以是烷基。每一R7可以独立地选自1-10个碳原子的饱和及不饱和的单价烃基。每一R8可以是具有至少11个碳原子的饱和或不饱和的单价烃基。
[0027]硅氮烷也可用作处理剂。例如，可使用六甲基二硅氮烷。
任选的组分(V)固化改性剂
[0028]组分(V)是可加入到组合物中的任选的固化改性剂。可添加组分(V)以延长组合物的货架寿命或者工作时间或者这二者。可添加组分(V)，以提高组合物的固化温度。合适的固化改性剂是本领域已知的且可商购。
[0029]组分(V)例举：炔醇，例如甲基丁炔醇、乙炔基环己醇、二甲基己炔醇、及其组合；环烯基硅氧烷，例如甲基乙烯基环硅氧烷，其中例举1，3，5，7-四甲基-1，3，5，7-四乙烯基环四硅氧烷、1，3，5，7-四甲基-1，3，5，7-四己烯基环四硅氧烷、及其组合；烯-炔化合物，例如3-甲基-3-戊烯-1-炔、3，5-二甲基-3-己烯-1-炔；三唑，例如苯并三唑；膦；硫醇；肼；胺类，例如四甲基乙二胺；富马酸二烷酯、富马酸二链烯基酯、富马酸二烷氧基烷酯、马来酸酯；及其组合。例如美国专利3445420、3989667、4584361和5036117中公开了合适的固化改性剂。
[0030]加入到组合物中的组分(V)的用量取决于所使用的特定固化改性剂，组分(III)的性质与用量，和组分(II)的组成。然而，基于组合物的重量，组分(V)的用量可以是0.001-10％。
包层
[0031]合适的包层是本领域已知的且可商购。例如，商购于DowCorning Corporation of Midland，Michigan，U.S.A的
Figure A20068005223300101
牌管材适合于用作包层。当使用
Figure A20068005223300102
管材时，包层的折射指数小于1.45，或者为1.40-1.42。可在包层内部施加的合适的涂料组合物是本领域已知的且可商购。例如商购于Dow Corning Corporation的
Figure A20068005223300103
184适合于用作涂料组合物。在不希望束缚于理论的情况下，认为该涂料改进波导管的损耗特征。
传感器
[0032]以上所述的波导管具有入口和出口。本发明的传感器包括波导管和在波导管入口处的辐射源或者在波导管出口处的检测器或这二者。或者，传感器可包括在波导管入口处的辐射发射和检测器件，和在波导管出口处的反射器，例如镜子。辐射源可以是例如LED器件。检测器可以是例如光电二极管或光电晶体管。
制造方法
[0033]本发明进一步涉及制备以上所述的波导管和传感器的方法。该方法包括：
(1)将可固化的有机硅组合物注入到具有入口和出口的包层内，
(2)在步骤(1)之后，固化该组合物，形成芯，从而形成具有入口和出口的波导管。该方法可任选地进一步包括在步骤(2)之前在波导管的入口处插入辐射源到组合物内。该方法可任选地进一步包括在步骤(2)之前在波导管的出口处插入检测器到组合物内。
[0034]该方法可任选地进一步包括在步骤(1)之前施加涂料组合物到包层内部并固化该涂料组合物以形成固化的涂层。可例如通过在100-200℃或者150-200℃的温度下加热30分钟到2小时，进行步骤(2)和施加涂料组合物的任选步骤。这可提供降低界面粗糙度的益处，从而降低光损耗。
[0035]本发明的方法可提供插入辐射源和检测器从而不需要通过复杂的光学透镜设备来耦合光到波导管内的益处。
使用方法
[0036]本发明的传感器可用作机动车或医疗应用的压力传感器或光导管。当发射器是LED时，传感器可用于准直光。机动车应用包括挡泥板碰撞传感器、车辆安全区传感器、用于活动顶篷的防夹传感器、电子拉门和窗、行人冲击强度下降装置、和座位上的乘客检测。在不希望束缚于理论的情况下，认为与电-机械传感器(例如压电传感器)相比，本发明的光学传感器具有更大的精度、更快的应答时间和更高的可靠度。
实施例
[0037]对于本领域的技术人员来说，这些实施例拟阐述本发明，和不应当解释为权利要求书列出的本发明的范围。
实施例1
[0038]通过混合60g Base、115g二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/苯基甲基硅氧烷)、3.9g交联剂、2.4g增链剂、0.013g催化剂和0.03g Surfynol 61，制备芯组合物。Base含有32％六甲基二硅氮烷处理过的热解法二氧化硅和68％折射指数范围为1.465-1.475、在25℃下粘度范围为1425-2600cSt且乙烯基含量范围为0.67-0.78％的苯基甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/苯基甲基硅氧烷)。交联剂是Si-H含量范围为0.71-0.85％和粘度为5cSt(mm2/s)的三甲基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基氢硅氧烷)。增链剂是获自Gelest Inc.的二甲基氢甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷。催化剂是含0.8％铂和四甲基二乙烯基硅氧烷的混合物。Surfynol 61是获自Nissan Chemical Industry Co.，Ltd.的3，5-二甲基-1-己炔-3-醇。
[0039]首先使混合物在室温下真空(＜20Torr)脱气。然后用所得脱气过的混合物填充注射器。使用该注射器注射脱气过的混合物到由Dow Corning Corporation制造的0.5m长的
Figure A20068005223300121
LaboratoryTubing内。在入口内推入获自Fiber Optic Products，Inc.的直径3mm的LED发射器。将所得制品置于烘箱内并在150℃下加热1小时。所得波导管的损耗为0.375dB/cm。当用锤子反复敲打波导管时，没有观察到裂纹。
[0040]图1示出了实施例1的波导管。该波导管包括
Figure A20068005223300122
包层101和通过固化以上所述的组合物制备的有机硅弹性体芯102。
实施例2
[0041]通过混合60g Base、115g二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/苯基甲基硅氧烷)、3.9g交联剂、2.4g增链剂、0.013g催化剂和0.03g Surfynol 61，制备芯组合物。Base、交联剂、增链剂、催化剂和Surfynol与实施例1中的相同。
[0042]首先使混合物在室温下真空(＜20Torr)脱气。然后用所得脱气过的混合物填充注射器。使用该注射器注射脱气过的混合物到由Dow Corning Corporation制造的0.5m长的
Figure A20068005223300131
LaboratoryTubing内。将所得制品置于烘箱内并在150℃下加热1小时，以制备波导管。从烘箱中取出波导管并冷却到室温。用刮刀除去距末端0.5cm的芯。用数滴以上制备的未固化的混合物填充管道。再次使制品真空脱气。再次用未固化的混合物填充管道末端。将获自Fiber OpticProducts，Inc.的直径3mm的LED光源推入到管道内。将所得制品置于烘箱内并加热30分钟。这将LED固定在所得传感器内。
[0043]使用截断(cut-back)法，在每一次切割之后，靠近于Si光电二极管传感器再校准管道末端的情况下测量光损耗。数据如下表1。
表1填充管道的损耗测量(截断法)
  起始管道长度[cm]   切掉的小片长度   管道长度/ 光功率P   1nP
  73.4   [cm]   [cm] [mW]
  0   73.4 1.17   0.1570
  12.1   61.3 3.66   1.2975
  10.5   50.8 8.79   2.1736
  9.1   41.7 16.28   2.7899
  注：LED电流   9.0   32.7 38.3   3.6454
  保持恒定在   6.3   26.4 68.1   4.2210
  16.8mA下   6.6   19.8 129   4.8598
  5.8   14.0 213   5.3613
[0044]图2是输出功率(在管道末端测量)对管道长度的半对数图，它表明预期的指数相关性。实施例2的损耗是L＝0.38dB/cm。
实施例3
[0045]用芯组合物填充由Dow Corning Corporation制造的36cm长的Laboratory Tubing(1/4″ID，3/8″OD)。通过混合60gBase、115g二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/苯基甲基硅氧烷)、3.9g交联剂、2.4g增链剂、0.013g催化剂和0.03gSurfynol 61，制备芯组合物。Base、交联剂、增链剂、催化剂和Surfynol与实施例1中的相同。首先使混合物在室温下真空(＜20Torr)脱气。然后用该物质填充注射器并用于推入到管道内。将3mm的LED光发射器和检测器(来自Radio Shack)推入到管道的每一端。将该管道置于烘箱内并在150℃下加热1小时。
[0046]在施加到管道上的可变压缩条件下评价管道传感器的应答。横跨传感器管道，以90度的角度放置3/8″直径的棒。施加压力到该金属棒上，并作为相对于管道传感器静置于其上的平坦表面的压缩距离的函数测量检测器的输出功率。表2中示出了结果并在图3中画出。
表2.作为压缩的函数的输出功率
压缩距离(mil)   输出功率(mW)
0   538
20   466
40   394
60   328
80   265.8
100   207.2
120   158.8
140   122.6
160   95.3
180   76.3
200   60.3
164   89
9   476
0   509
[0047]在该表中后3个数据点表明，在除去压缩之后，残留小的临时管道变形(未画出)。
[0048]图4示出了实施例3的传感器。该传感器包括含芯402和包层407的波导管404。传感器进一步包括在波导管404的入口403处插入到芯402内的辐射源(LED发射器)401和在波导管404的出口406处的辐射检测器405。
实施例4
[0049]在这一实施例中，用
Figure A20068005223300151
涂布由Dow CorningCorporation制造的
Figure A20068005223300152
Laboratory Tubing的内表面，以降低内表面粗糙度，并进而改进损耗特征。向3m长的管道中注入12g
Figure A20068005223300153
184。将该管道一端悬挂于天花板上并使
Figure A20068005223300154
184沿管道内部表面上向下流动。所得涂层在室温下固化24小时。切割该管道成2.5m的长度，然后用下述混合物填充，所述混合物通过结合60gBase、115g二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/苯基甲基硅氧烷)、3.9g交联剂、2.4g增链剂、0.013g催化剂和0.03gSurfynol 61而制备。Base、交联剂、增链剂、催化剂和Surfynol与实施例1中的相同。将所得填充的管道置于150℃烘箱内并加热1小时。使用截断法测量的固化的光波导管的光损耗为0.211dB/cm。当用锤子反复敲打该波导管时没有观察到裂纹。
[0050]图5示出了实施例4的波导管的截面。该波导管包括
Figure A20068005223300155
包层501、在该包层内部的固化的
Figure A20068005223300156
184涂层502，和通过固化以上所述的组合物制备的有机硅弹性体芯503。
对比例1
[0051]制备含11份三(二甲基乙烯基甲硅烷氧基)甲基硅烷、68份苯基甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/苯基甲基硅氧烷)、21份二甲基氢甲硅烷氧基封端的苯基倍半硅氧烷树脂、小于1份的1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷与铂的络合物、0.06份四甲基二乙烯基二硅氧烷和0.30份二甲基-1-己炔-3-醇，制备不含有增强填料的可固化的组合物。首先使组合物在室温下真空(＜20Torr)脱气。然后用该脱气过的组合物填充由Dow Corning Corporation制造的0.5m长的
Figure A20068005223300161
Laboratory Tubing。将该填充的管道置于150℃烘箱内并加热1小时，形成波导管。使用截断法测量的光损耗为0.314dB/cm。当用锤子敲打该波导管时，芯破裂并粉碎。这一对比例表明填料使波导管抗冲击的重要性和在这一组合物内树脂不能赋予所需的抗冲击性。
工业实用性
[0052]本发明的波导管和传感器的有利之处在于，在芯和包层之间不需要底漆或粘合剂。这使得本发明的制备方法比必须在芯和包层之间施加底漆或粘合剂的情况更加有效。此外，可根据本发明制备长度为2-10m的光波导管。本发明的光波导管的低的损耗允许制备这些长度的光波导管。波导管损耗可以小于0.5dB/cm，或者为0.2-0.5dB/cm。填料与聚二有机基硅氧烷的折射指数匹配(当填料的粒度超过待传输的辐射线波长的10％时)和界面粗糙度下降可降低光损耗。
附图
[0053]图1是实施例1的波导管的截面。
[0054]图2是显示作为波导管长度的函数通过波导管传输的光功率的图表。
[0055]图3是显示在压缩下对波导管变形应答的图表。
[0056]图4是实施例3的传感器的截面。
[0057]图5是实施例4的波导管的截面。
参考标记
101包层
102芯
401辐射源
402芯
403波导管入口
404波导管
405辐射检测器
406波导管出口
407包层
501包层
502涂层
503芯

Claims (11)

1.一种光波导管，包括：
(A)具有芯折射指数的芯，和
(B)包围所述芯的包层，其中包层具有小于所述芯折射指数的包层折射指数；
其中芯包括可固化的有机硅组合物的反应产物，所述可固化的有机硅组合物包含：
(i)100重量份每一分子平均具有至少两个末端不饱和有机基团的聚二有机基硅氧烷，
(ii)用量足以固化所述组合物的每一分子平均具有至少两个与硅键合的氢原子的固化剂，
(iii)用量足以催化所述组合物固化的氢化硅烷化催化剂，和
(iv)用量足以给可固化的有机硅组合物的固化产物赋予抗冲击性的增强填料；
其中光波导管的损耗小于或等于0.5dB/cm。
2.一种制备权利要求1的光波导管的方法，包括：
(I)注射可固化的有机硅组合物到包层内，和
(II)之后固化所述组合物，形成芯，
从而形成具有入口和出口的光波导管。
3.权利要求2的方法，其中光波导管的长度为2cm-10m。
4.权利要求2的方法，其中填料的粒度大于待通过波导管传输的辐射线波长的10％，和填料具有填料的折射指数，聚二有机基硅氧烷具有聚二有机基硅氧烷的折射指数，和填料的折射指数与聚二有机基硅氧烷的折射指数相匹配。
5.权利要求2的方法，其中填料的粒度小于或等于待通过波导管传输的辐射线波长的10％。
6.权利要求2的方法，其中填料的粒度小于或等于待通过波导管传输的辐射线波长的10％，和填料具有填料的折射指数，聚二有机基硅氧烷具有聚二有机基硅氧烷的折射指数，和填料的折射指数与聚二有机基硅氧烷的折射指数相匹配。
7.权利要求2的方法，进一步包括在步骤(I)之后和步骤(II)之前，在入口处将辐射发射器插入到组合物内。
8.权利要求7的方法，进一步包括在步骤(I)之后和步骤(II)之前，在包层出口处将检测器插入到组合物内。
9.权利要求7或8的方法，其中发射器是发光二极管器件。
10.权利要求8的方法，其中检测器是光电二极管或光敏晶体管。
11.通过权利要求2-10任何一项的方法制备的传感器。
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