[發明專利]一種聚合物熔體體積彈性模量測定方法和裝置

有效

• 申請號: 201110147238.3
• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN102323147A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 許紅;吳大鳴;劉穎;韓科;孟慶云;金艷
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01B11/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種聚合物熔體體積彈性模量測定裝置，其特征在于，包括：

機械裝置、電器控制部分、光學微量位移測量裝置；

其中機械裝置結構如下：包括水平放置的且上下平行放置的支撐上板(9)、支撐中板(6)和支撐底板(2)，以及豎直放置的下支撐導柱(3)和上支撐導柱(8)，支撐上板(9)、支撐中板(6)、支撐底板(2)、下支撐導柱(3)和上支撐導柱(8)通過中心導桿(11)、底腳固定螺栓(1)、鎖緊螺母(10)構成支撐架；

安裝有壓力傳感器(4)及溫度傳感器(21)并帶有加熱器(19)的料筒(18)通過料筒固定用螺栓(5)固定在支撐中板(6)的下方；料筒密封堵頭(23)通過固定螺栓(24)固定在料筒(15)的下方；在支撐上板(9)上方還設有旋轉手輪(13)和細螺距絲桿(14)相連接；

滾珠絲桿直線導軌機構由細螺距絲桿(14)和導向螺母(15)組成，通過固定螺栓(16)固定在支撐上板(9)上；2根導向檔桿(12)固定在支撐上板(9)和支撐中板(6)之間，水平放置的絲桿導向機構(17)一端連接在細螺距絲桿(14)上，另一端固定在2根導向檔桿(12)之間；加料桿(19)通過螺紋連接在細螺距絲桿(14)上，料棒(22)放置在加料桿下方；

在機械裝置靠近導向檔桿(12)的一側，放置有帶有顯微鏡(7)的光學微量位移測量裝置，該光學微量位移測量裝置的顯微鏡平行水平放置的絲桿導向機構(17)，并對準絲桿導向機構(17)的未端；

電器控制部分包括與壓力傳感器相連接的壓力顯示儀表(28)及與溫度傳感器相連接的溫度控制儀表(27)，壓力顯示儀表和溫度控制儀表通過通訊電纜32連接帶有AD采集卡(33)的計算機主機(34)上。

2.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，光學微量位移測量裝置選用邁克爾遜干涉儀。

3.應用權利要求1所述裝置進行聚合物熔體體積彈性模量測定的方法，其特征在于，

1)將待測聚合物材料通過注射成型，成型為料棒(22)，保證棒料內沒有氣泡；

2)通過料筒密封堵頭(23)密封料筒(18)，通過電器控制裝置由控溫儀表(27)設定測定溫度并將其加熱至設定溫度；

3)達到設定溫度后通過旋轉手輪(13)將加料桿(20)旋入料筒(18)內并保溫30分鐘后，旋轉手輪(13)將加料桿(20)移動離開加料筒(18)，將待測聚合物料棒(22)加入至料筒(18)內，旋轉手輪(13)將加料桿(20)壓至待測料棒(22)，待料棒完全熔融后，旋轉手輪(13)對加料桿進行壓縮，并觀察壓力顯示儀表(28)，當壓力顯示由“0”開始有變化時，通過帶有顯微鏡(7)的光學微量位移測量裝置觀察到壓力顯示為“0”時，絲桿導向機構(17)的末端初始觀測刻度與顯微鏡十字叉的重合；

此時V₀為料筒內熔體的初始體積，cm³；m為料筒內熔體重量，為知棒料的重量，m；ρ₀-為已知聚合物熔體在一定溫度的標準密度，g/cm^-3；

4)繼續旋轉手輪(13)，觀察壓力顯示儀表(28)上值的變化，當達到所要求測定的壓力后，停止手輪旋轉(13)；同時通過調節顯微鏡(7)與絲桿導向機構(17)末端初始觀測刻度重合，得到加料桿移動的微量位移Δh；

5)通過AD采集卡(33)將溫度控制儀表(27)、壓力顯示儀表(28)上的溫度值、壓力值采集至計算機(34)，將已知的待測棒料(22)重量m、待測熔體在所測溫度下的標準密度ρ₀、料筒(18)已知截面積S、由邁克爾遜干涉儀得到的加料桿移動的微量位移Δh，輸入熔體體積彈性模量測量程序，得到不同溫度、壓力狀態下的熔體體積彈性模量。