Page 41 - 网络电信2020年4月刊上

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表 1 八甲基环四硅氧烷的理化性能 二、国内外 D4 的提纯工艺水平
1. 国内外提纯 D4 的质量对比
D4作为电子级试剂，我们对其的关注主要集中在金属离子
控制水平，而对其结构相似的高低沸点杂质含量多有忽略。在
现有的工艺中，对其金属离子含量的控制，能够满足光纤预制
棒外包层沉积所用，但其高低沸点杂质含量往往高达几百甚至
上千个ppm，这些将严重影响光纤沉积过程的稳定性，造成光纤
预制棒沉积不均，缩短沉积设备的使用寿命。D4在光纤预制棒
外包层上的应用，国外起步较早，已经有光纤制造企业已经实
现了D4替代SiCl4作为光纤外包层沉积原料，光纤预制棒用高纯
D4技术要求见表3。

表 3 光纤外包层用高纯 D4 技术要求
2.D4 的制备提纯工艺
工业八甲基环四硅氧烷多以二甲基二氯硅烷的水解物为
原料，通过裂解重排反应制备而成，由于裂解重排反应过程中
副反应较多，往往D4产品中会混有D3、D5、D6等轻、重组分杂
质，以及金属元素化合物杂质，难以满足光纤预制棒制备的需
要，表2为工业八甲基环四硅氧烷中存在的杂质的组分和沸点统
计。
表 2 工业八甲基环四硅氧烷中存在的杂质组分及沸点

表 4 典型商品 D4 杂质含量

由于杂质含量较多，工业生产的D4还不能直接作为光纤预
制棒外沉积的原料。为确保D4能在光纤预制棒外包层沉积中应
用，必须对市售的工业D4进行纯化处理。针对于D4以及其杂质
的性质，研究工作者们也积极的做了一些关于它的提纯方法研
[3]
究。罗双云等 提出一种两级精馏结合的八甲基环四硅氧烷提
[4]
纯工艺，提升产品收率的同时也提高了产品纯度。姜标等 将
精馏与络合反应相结合，使用特殊高效金属络合配体，提纯八 目前，国内典型的D4产品主要成分见表4，高低沸点D3和
甲基环四硅氧烷，能够将99%的D4提纯至99.99%，其金属杂质 D5的含量均远远高于光纤预制棒外包层沉积要求。国内厂家
铝、锑、砷、硼、镓、磷总含量约为0.5ppb。陈等[5]采用庚烷 用溶剂结晶与精馏相结合的方法制备光纤预制棒用高纯D4材
溶剂结晶与精馏相结合的方法提纯八甲基环四硅氧烷以达到光 料，其结果见表5，其提纯后D4样品中D3的含量为19ppm，D5为
纤预制棒外包层沉积要求。 138ppm，与国外产品仍有较大的差距。
在研究提纯工艺的同时，也研究人员从制备的源头控制。 表 5 D4 提纯前后杂质含量对比
张玲等开发了一种使用复合催化剂（由璜酰基团树脂并加入三
乙烯四胺水溶液（浓度20~45%）、（R）-1-（1-萘基）乙胺以
及 N-己基吡啶亚胺盐制备而成）制备合成D4的新工艺，可得到
纯度较高的D4产品。
由于D4与其主要高低沸点杂质D3、D5的结构性质非常相
似，且可以任意比例互溶，结晶、膜分离、萃取等分离方法难 根据国内某研究院提供的D4中杂质含量对沉积效率的影响
以达到理想效果。目前国内外关于D4的提纯工艺均建立在精馏 （见表6），高沸点比低沸点杂质更容易影响光纤预制棒的沉
的基础上。 积效率，当低沸点杂质含量低于100ppm，高沸点杂质小于等于
4ppm时，在沉积中不产生凝胶，也不用对喷灯进行清洗维护。
2. 国晶辉光纤用 D4 目前水平

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