[發明專利]用于注塑工藝的聚合物結晶度在線測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201110214697.9
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102407595A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 趙朋;傅建中;賀永;陳子辰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B29C45/76
• 分類號: B29C45/76;G01N33/00;G01N9/24
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及聚合物注射成型領域，具體涉及注射成型過程中聚合物結晶度的在線測量方法及裝置。

背景技術

注射成型是高性能聚合物制品生產的最主要手段，據統計80％以上的工程聚合物制品都是經由注塑成型工藝生產出來的。在注塑成型生產工藝過程中，形成并最終固化在制品中的聚合物結晶度直接影響到制品的強度、剛度、熱性能以及透明度等物理機械性能。例如當聚丙烯的結晶度由70％增至95％時，其拉伸強度可由27.5MPa提高到42MPa，當聚丙烯的結晶度分別為70％、95％時，其缺口沖擊強度分別為15.2kg·cm/cm2和4.77kg·cm/cm2，因此聚丙烯的拉伸強度隨結晶度增加而增加、聚丙烯的沖擊強度則隨結晶度的增加而降低。因此，結晶度的高低對聚合物制品的性能有很大的影響，因而在注塑成型過程中實時控制聚合物的結晶度是實現高品質注塑成型的必然要求。

然而，迄今為止對聚合物結晶度的測量還停留在離線測量或簡單加工條件下的在線測量階段。傳統方法如示差掃描量熱法(DSC)、小角激光光散射(SALS)和掃描電子顯微鏡(SEM)等，一般只能離線測量，測量結果也只能說明成型制品最終的結晶形態，無法觀察成型過程中結晶結構的產生、演化及定構過程。一些學者針對簡單加工環境，提出了一些在線測量理論與方法，如Huo等采用帶剪切熱臺的偏光顯微鏡在線跟蹤研究了PP材料在穩態流場、低剪切速率(10^-1s^-1～10s^-1)作用下的結晶行為，見Huo?H，Jiang?S，An?L，Feng?J.Influence?of?shear?on?crystallization?behavior?of?the?βphase?in?isotactic?polypropylene?with?β-nucleating?agent.Macromolecules，2004，37(7)：2478-2483。實際注射成型中聚合物熔體受到非等溫場、高剪切場(10³s^-1～10⁴s^-1)和拉伸流動場的綜合作用，與簡單條件差異很大，簡單加工環境下所獲得的研究結果對實際生產工藝的指導作用非常有限。申開智等研制出了激光在線檢測聚合物凝聚態變化的外場形態控制成型裝置，見申開智，鄧聰，李忠明.激光在線檢測聚合物凝聚態變化的外場形態控制成型裝置.專利申請號：CN200920080699.1。但是該技術方案僅適用于透明材料，而大部分結晶型聚合物都是半透明或不透明的，同時該裝置還存在設備昂貴、使用繁瑣和通用性不強等問題，在工業應用中有一定的局限性，目前多用于實驗室研究。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種價格低廉、使用方便的用于注塑工藝的聚合物結晶度在線測量方法及裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種用于注塑工藝的聚合物結晶度在線測量方法，其實施步驟如下：

1)獲取聚合物的完全結晶區密度ρ_c，獲取聚合物的完全非晶區溫度-密度曲線；

2)實時檢測模具內聚合物熔體當前的熔體溫度T_a，根據

ρa=ρ1-(ρ1-ρ2)×(T1-Ta)(T1-T2)]]>