[实用新型]一种高取向度薄膜制备装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种高取向度薄膜制备装置，尤其是基于可熔融性高分子材料的高取向度纳米薄膜制备装置，属于薄膜制备技术领域。

【背景技术】

近年来，随着高分子材料领域研究的发展，高分子薄膜由于其独特的性质，在科研领域当中备受关注。尤其是近些年光伏产业的异军突起，使得采用高分子薄膜替代单晶硅片用以制造太阳能电池的研究日趋成熟。

同时，取向高分子材料的物理、力学性能可比其各向同性的同质材料高出几个数量级，例如，高取向聚乙烯（PE）的硬度和强度可比其非取向同质材料提高100倍。因此，近几十年对高度取向聚合物的结构和性能的研究引起了人们的极大关注。 

目前制备取向高分子薄膜的方法主要有加热拉伸法，溶液镀膜提拉法。其中单轴拉伸方法制得的高分子薄膜厚度较大，一般为微米级别，且受到高分子材料自身性能的影响，达到一定拉伸程度后容易断裂，无法制得纳米级的取向薄膜。而溶液镀膜提拉法制得的薄膜虽然厚度可达纳米级，但其取向度较低，且此方法需要固定的载体如硅片，应用受到限制。 

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的提供一种纳米级高取向度高分子纳米薄膜的制备装置。

 [技术方案]

本发明公开了一种制备高取向度高分子纳米薄膜的装置，可用于制备取向度及厚度可控的高分子纳米薄膜。

本发明公开的高取向度薄膜制备装置采用加热的方式将配制好的高分子溶液中的溶剂去除，并在热台上形成一层均匀的熔融薄膜，通过将旋转的辊与热台压合，将薄膜从热台上带起，由于薄膜自身与辊及热台之间存在一定的吸附力，从而在辊与热台之间形成一层连续的取向薄膜，并且通过调节辊的转速控制薄膜的厚度及取向程度。其中，本装置中加入了转数表，可以实时显示辊的转速，从而实现制备条件的控制。而且采用步进电机控制的辊的升降，避免了手持辊提拉时抖动、偏斜以及速度不均匀造成的薄膜破裂。 

本发明是通过下述技术方案实现的。 

一种高取向度薄膜制备装置，该装置包括控制系统、加热部分、转动部分和升降部分；其特征在于：该装置中的控制系统包括温控器（10）、转速调节模块（7）、数显转速表（9）、步进电机控制器（8）；加热部分包括热台（6）；转动部分包括直流减速电机（11）、编码器（12）、和转动辊（3）；升降部分包括步进电机（1）和丝杆升降装置（2）；其中升降部分通过螺丝固定在底板上，而转动部分采用螺丝紧固在升降部分上，且其转动轴向与升降部分的电机轴向垂直，加热部分位于转动部分正下方，并通过螺栓悬空固定在底板上；加热部分的热台（6）加热均匀且与控制系统中的温控器（10）直接相连以控制加热温度；转动部分的直流减速电机（11）与转动辊（3）及编码器（12）采用联轴器同轴相连，控制系统中的转速调节模块（7）通过线缆与直流电机（11）直接相连以控制转动辊（3）的转速；转速经由编码器（12）检测，输出到数显转速表（9）中；升降部分中，步进电机（1）与丝杆升降装置（2）采用联轴器同轴连接，通过步进电机控制器（8）编程控制步进电机（1），从而实现丝杆升降装置（2）的快速升降运动。 

根据本发明的一种优选实施方式，其特征在于转动辊（3）的转速，自制热台（6）的温度和丝杆升降装置（2）升降速度都可以控制。 

根据本发明的一种优选实施方式，其特征在于对转动辊（3）表面进行处理，使其与样品薄膜紧密吸附。 

根据本发明的一种优选实施方式，其特征在于所述热台（6）上固定有一块玻璃板。 

其中，前述的加热部分中采用电热丝缠绕式的热台（6），发热均匀，且测温点位于热台中心位置，温度控制准确。 

其中，前述的转动部分中所述转动辊（3）上进行表面处理，用以将自制热台（6）上的薄膜提拉起来。 

其中，前述的转动部分中所述转动辊（3）与升降部分相连接，可以实现快速自动升降。 

其中，前述的升降部分中所述丝杆升降装置（2）是一个使用滚珠丝杆（15）和直线轴承制作的直线运动装置。 

其中，前述的升降部分中所述的步进电机控制器（8）可以实现程序的编写，一键控制步进电机（1）正转反转及暂停时间，从而实现丝杆升降装置（2）的自动升降。 

如前所述的高取向度薄膜制备装置制备高取向度薄膜的方法，其特征在于包括如下步骤： 

a)根据制备需求，设定温控器（10）温度，自制热台（6）开始加热；

b)将配制好的溶液倒在自制热台表面并使其涂覆均匀；