[实用新型]一种小型高分子材料成型及流动性测试设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高分子成型及测试设备，特别是一种小型熔融指数测试-螺线流动长度测试-高分子模压成型一体化设备。

背景技术

高分子科学是一门具有宽广研究领域的学科，其中高分子材料的加工成型及高分子结构与性能的研究是其重要的两个分支。高分子材料的熔融指数和螺线流动长度是表征其可挤出性和可模塑性的重要的指标，特别是对于注射、模压和挤出成型是非常重要的物性参数，所以在工业生产中被广泛使用。熔融指数一般在熔融指数仪上测定，其结构主要由控温系统、料筒、柱塞及砝码组成；其原理是：在一定温度和压力下，将热塑性高聚物从规定长度和直径的口模中挤出，记录其在规定时间(10min)内流出的质量。

螺线流动长度可以用来表征高分子材料的充模流动性，它不仅适用于热塑性高分子，也适用于热固性高分子。其大小对于高聚物的注塑成型具有很强的指导意义，可据此来调节并确定最佳的成型温度、成型压力等工艺参数。螺线流动长度一般使用阿基米德螺线模具测定。其结构主要是在平板上的阿基米德螺线形凹槽，凹槽形状一般为半圆形或正方形。测试方法一般是将一定温度的高聚物流体，在一定的压力下压入温度一定的螺线模具凹槽中，直至物料在此压力下流不动为止，最后，测试流入模具中的物料的长度。流动长度越大说明其充模流动性越好，其大小一般于物料温度、模具温度、充模压力及浇口大小有关。

高分子材料结构与性能的研究过程中，通常需要测试材料的力学(拉伸强度、弯曲强度、冲击强度及硬度等)、热力学(DMTA)、光学(结晶形态、透光率、折射率等)、电学(体积电导率、表面电阻等)及磁学(磁致应变)等物理性能。这些测试都离不开具有一定形状和尺寸的试样的制备，并且所需试样的尺寸一般都很小。例如，测试塑料的弯曲强度时，所需试样为80mm×10mm×4mm的长条状；用高阻计测试高分子材料的体积电阻率时，所需试样为直径为10mm的圆片状。这些试样的制备传统上是在注塑机或大型热压硫化机上采用注塑或模压的方法成型。但用这种大型设备来制备数量少、尺寸小的试样，显然具有成本高、占地大、浪费能源和操作不便等缺点。特别是对于实验室研究来说，这种制备试样的方法显然具有其局限性。因此，目前人们开发出小型热压机来制备高分子测试试样。例如，专利CN 1603779A中公开了一种热塑性高分子材料的膜/片检测试样热压机。其优点在于整体结构简洁合理，便于维修，制样适用性好，可满足偏光显微镜、相差显微镜、锥板流变仪和动态接触角测定仪等仪器，以及进行光散射、X射线衍射(XRD)和动态粘弹分析(DMA)等研究时的要求。但其只能用于制备膜或片状试样。

由以上可以看出，高聚物熔融指数的测定、螺线流动长度的测定以及测试试样的制备是目前高分子材料生产及研究过程中最常见的三个方面，但其测试或制备却是在三种不同的设备上进行的。因此，存在着设备投资大、使用效率低，操作复杂、使用不便等缺点。

发明内容

为了克服现有高分子材料研究过程中，设备投资大、使用效率低，操作复杂、使用不便的缺点，本实用新型提供了一种集熔融指数测试、螺线流动长度测试以及试样制备于一身的小型设备。

本设备主要由三部分组成，其主体部分为程序控温小型热压机(1)(见图1)，另外配备可独立拆装的程序控温进料系统(2)(见图3)和螺旋线模具(3)(见图4)。当用来热压成型试样时可将程序控温进料系统(2)和螺旋线模具(3)拆下，只利用主体部分程序控温小型热压机(1)即可；当用来测试聚合物的熔融指数时，可将螺旋线模具(3)拆下，只用程序控温小型热压机(1)和程序控温进料系统(2)(见图5)；当用来测试聚合物的螺线流动长度时，则需使用整台设备才能完成(见图6)。