[发明专利]激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装置

说明书

技术领域

本发明属于在线检测高分子材料注射成型时在剪切外场下微观结构变化的装置，具体涉及一种激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装置，以用来研究聚合物结晶形态和相形态的变化等重要的高分子物理现象。

背景技术

由于注塑成型、挤出成型等聚合物成型过程中都伴随着结晶形态和相形态的变化，这种变化强烈地影响聚合物的成型性能和产品的物理机械性能，特别是在成型过程中施以特殊的外场就能得到不同微结构和不同性能的制品，但在普通注塑成型装置中，没有办法直接观察到大分子从熔体中的无定形状态到结晶形态或多相形态的转化过程，一般只能通过现代测试技术对最终产品进行形态结构表征。常用的表征技术有示差扫描量热法(DSC)、广角X衍射(WAXD)、小角X衍射(SAXD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等，通过这些方法所得的测试结果虽然能说明成型聚合物的最终结构，但不能了解在成型过程中结构的发生、发展及最终定构的过程，使得这方面的研究成为高分子材料科学领域的一大空白。

为了填补这一空白，聚合物微观结构的在线检测成为了聚合物科学中的研究热点。目前报道的能在线检测剪切场中聚合物形态结构变化的仪器有TA公司研究开发的“高级流变扩展系统(ARES)”。该系统是将聚合物熔体置于相互旋转或相互平动的两玻璃板之间，利用玻璃板之间速度差产生剪切，很显然这种剪切和注射或挤出成型时由流动产生的剪切是截然不同的，因此，该系统既不能用来真实表征聚合物成型过程中形态的变化，且所获样品冻结后也不可能用来测试性能，更不可能用来研究聚合物结构和性能之间的关系。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的空白，提供一种激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装置，以用来研究聚合物结晶形态和相形态的变化等重要的高分子物理现象。

本发明提供的激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装置，该装置包括动态保压注射成型模具、液压系统和计算机控制系统，动态保压注射成型模具由动模、定模、热流道板和连接于热流道板两侧的液压油缸及油缸活塞组成，液压系统与热流道板两侧的液压油缸相连，计算机控制系统与液压系统相连，其特征在于该装置还设置有激光检测系统，激光检测系统的入射机构安装在动模一侧，接受机构安装在动模的另一侧，激光检测系统所对应的动模型腔部位为一透明视窗。

其中新设计的动模包括锥形模套、活动斜滑块、顶杆、顶出固定板、顶板、顶出底板。锥形模套为一矩形套，从与定模板相连的端面向与顶板相连端开有一矩形锥孔，矩形锥孔四角各开有一两两相对的凹槽，而与矩形锥孔垂直的模套两端对应开有矩形通孔，以便激光能穿过位于其中的具有透明视窗的注射型腔。活动斜滑块为两块，相背安装于与之匹配的锥形模套的矩形锥孔内，其斜面端边各有一向外延伸并与矩形锥孔四角开的凹槽匹配的凸起，注射型腔开于其中一块活动斜滑块相背连接的端面中部，其两端分别通过两活动斜滑块相背面上对应开的浇口、流动通道与热流板中的料筒相连，与注射型腔相对部位的两活动斜滑块块体上分别开有阶梯通孔，且紧邻注射型腔的阶梯通孔中各安放有一石英玻璃，以形成能使激光穿过的透明视窗。顶杆至少为两根，其前端穿过顶出固定板的阶梯通孔后，与顶板相连，后端由顶出底板与连接件固定，顶板位于锥形模套矩形锥孔底端内。当试样成型，定模与动模分离后，推动顶出底板，即可使顶杆向前并推动位于锥形模套矩形锥孔底端的顶板，使活动斜滑块斜面端边的凸起沿锥形模套锥孔四角上的凹槽向前滑动，伸出锥形模套并张开后试样与型腔壁分离，即可方便取出。或