[发明专利]一种哑铃状样本制备模具以及样本聚合方法

说明书

本发明公开了一种哑铃状样本制备模具及样本制备方法，该包括底座、N个隔层和顶盖；底座的第一腔体和N个隔层中的第二腔体均用于盛装聚合物溶液；在底座内壁和每个隔层内壁均呈阶梯状，能使中间隔层充分嵌在底座上，第i+1个隔层能够嵌于第i个隔层，实现对底座第一腔体和隔层第二腔体的密封。此外，隔层内部设置有溶液孔，能使上部隔层添加的聚合液流入下面各隔层。本发明密封性良好，聚合操作简单，中间隔层个数可根据自己实际需求设置，一次性可聚合出多个样本，方便快捷，具有较好的可普及性和广泛的适用性。

技术领域

本发明涉及样本制备模具技术领域，更具体地，涉及一种哑铃状样本制备模具以及样本聚合方法。

背景技术

为深入了解材料的各项性能，需要通过拉伸实验测定出材料一些基本的力学性能参数，如利用拉伸试验可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。由于试件两端是加载端，受力复杂，不是试件的设计应力状态，如果全试件做成均匀直径，则一般首先会在加载的两端部位发生大变形或破坏，无法达到真正的试验目的。所以要对两端进行加粗，避免其发生过大变形或破坏，让大变形和破坏均控制在中间均匀细长的有效试件段内。因此在做拉伸实验时必须采用标准试样，一般选择将样条做成哑铃状。目前制备哑铃状样条主要有两种方式，即使用专业哑铃型样条制样机或使用普通的哑铃型样条裁刀和模具。

但应用于聚合材料时，这两种制备方式存在以下几点问题：

(1)使用专业的哑铃型样条制样机虽操作方便，效率高，但价格昂贵、易损伤组织；市场上的哑铃型制样机由于采用了自动化程序电动切割等，价格一般在2000～10000元；但对于聚合材料而言，要待其胶体凝固完全后才能对其切割，且切割边缘时会损伤其内部的组织，破坏了材料组织的完整性。

(2)为提高材料的聚合效率，聚合采用的材料试剂大多为易挥发物质 (如树脂、水凝胶)，且聚合过程会放在高温真空箱中进行，故模具的密闭性不好会使试剂大量挥发。使用普通的哑铃状模具，虽然能够较好的保持组织的完整性，但是由于盖子未经过严格的密封性处理，故密闭性较差，会出现上部凹陷；且不能一次性进行多个样本聚合，聚合效率低下。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供了一种哑铃状样本制备模具以及样本制备方法，旨在解决现有模具无法在保证密封性良好的情况下同时制备多个样本的技术问题。本发明提供的哑铃状样本制备模具结构易实现，聚合过程操作简单快捷，可一次性快速、便捷的获取多个标准样本，具有较好的可普及性和广泛的适用性。

为实现上述目的，本发明提供一种哑铃状样本制备模具，包括：

一个底座、N个隔层以及一个顶盖，N个隔层记为第1个隔层、第2个隔层、……、第N个隔层；

底座内设有第一腔体，第一腔体内壁呈阶梯状，第一腔体内壁与第1个隔层外壁密封配合；

每个隔层设有第二腔体，第二腔体内壁呈阶梯状，第i个隔层第二腔体内壁与第i+1个隔层第二腔体的外壁密封配合；1≤i≤N-1；

顶盖设有第三腔体，第三腔体的内壁与第N个隔层的外壁密封配合。

优选地，每个隔层的第二腔体底部设有第一溶液孔和第二溶液孔，第一溶液孔位于第二腔体底部的一端，第二溶液孔位于第二腔体底部的另一端。

优选地，每个隔层上设有伸出板，用于取放隔层。

作为本发明的另一方面，本发明提供一种基于哑铃状样本制备模具的样本制备方法，包括如下步骤：

当哑铃状样本制备模具中放有聚合溶液时，对哑铃状样本制备模具进行恒温加热处理，获得多个哑铃状样本。