[发明专利]用于聚合物加工研究的光散射及剪切力场产生设备

说明书

本发明属于可模拟实际加工的研究用光散射及剪切力场产生设备，特别涉及一种研究剪切场中聚合物共混体系相结构变化规律的设备。

聚合物在实际加工中不可避免地受剪切作用，为了指导生产，研究剪切场之中聚合物体系的相结构变化规律非常重要和必要。关于研究方法，有粘度法、浊度法、形态法等，但这些方法因不能实时提供聚合物相结构变化的规律而降低了人们的使用兴趣，而光散射法的优点即在于实时跟踪记录，因而正日益受到关注，越来越成为本领域研究的发展方向。要研究剪切场中聚合物共混体系相结构变化规律，就必须建立一套能模拟实际加工条件的光散射及剪切力场产生设备，目前国内外不少专家、学者在致力于这种设备的研究，据了解，现有光散射及剪切力场产生设备主要由He-Ne激光源、偏振片、剪切装置、CCD摄象机和计算机组成，剪切装置的构件有剪切池、热台、控温仪、丝杆、电机，这些设备能实现剪切场中聚合物相结构变化规律的实时跟踪记录，但却存在以下缺点：(1)构成剪切池的两块玻璃通过相对平动实现样品的剪切，但不能形成连续剪切，因而与生产实际中剪切场不完全吻合，影响研究结果的直接应用，而使用锥板式玻璃来形成剪切的设备，因锥板的磨损将造成长期测量的不准确性；(2)未考虑激光的稳频性，这样因激光波长并不是单纯的632.8纳米而使激光光强不稳定，从而影响实验结果；(3)剪切池直接由两块玻璃组成，对其未进行任何保护，这样在实验过程中将导致样品大量溢出。

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种剪切场更接近生产实际的剪切装置与高分辨率的光散射装置所组成的聚合物加工研究用设备。

本发明的目的是这样实现的：根据聚合物在实际生产中受剪切的状况，将剪切装置的样品池与池盖板的相对运动方式设计为转动式；选择稳频性好、能产生具有一定偏振度的激光发生器作为光源并设计与之相匹配的光处理装置；选用高分辨率的二维CCD摄像装置；对所选用电机配置了一套控速装置，通过该控速装置，可提供聚合物共混体系在受热及受剪切时粘度变化的相对值。

本发明所提供的设备包括激光发生器、光处理装置、剪切装置、光检测装置、成像屏、摄像装置、计算机及支撑体。激光发生器与光处理装置匹配安装，剪切装置位于光处理装置与光检测装置之间，成像屏安装在汇集样品图象的光路上，摄像装置的安装位置与成像屏相匹配并与计算机相连。剪切装置由加热器、控温仪、样品池、池盖板、电机和传动机构组成，样品池位于加热器上，传动机构带动池盖板或加热器转动来实现样品的剪切。

本发明的剪切装置，其传动机构既可采用蜗杆蜗轮结构，又可采用圆柱齿轮结构；其加热器既可由铜台及插装在铜台内的加热棒组成，又可由铜台及缠绕在铜台上的电阻丝组成；其样品池为中心部位设置有凹槽的石英片，池盖板为中心部位设置有凸台的石英片，凸台与凹槽的尺寸相匹配。

本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1是本发明所提供的用于聚合物加工研究的光散射及剪切力场产生设备的一种结构图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明所提供的用于聚合物加工研究的光散射及剪切力场产生设备的又一种结构图；

图4是光处理装置的一种结构图；

图5是蜗轮的一种结构图；

图6是蜗轮的俯视图；

图7是蜗轮的又一种结构图；

图8是样品池的一种结构图；

图9是池盖板的一种结构图；

图10是铜台的一种结构图；

图11是图10的俯视图。

实施例1：