[发明专利]宽温域二维伸展流变仪、高分子薄膜性能检测装置及方法

说明书

本申请提供一种宽温域二维伸展流变仪、高分子薄膜性能检测装置及方法，所述宽温域二维伸展流变仪通过气体进行吹膜，实现对高分子薄膜的二维均匀拉伸，且能够控制变温速率降到所需低温，或者升到所需高温，模拟高低温苛刻环境下高分子薄膜结构演化，探索高分子材料在宽温域下的使用性能。并且，设置有入光窗口和出光窗口，能够与同步辐射X射线散射线站联用，实现原位研究高分子薄膜拉伸过程中结构演化行为与高低温苛刻条件下使用性能的关系。

技术领域

本发明涉及高分子薄膜加工技术领域，尤其涉及一种宽温域二维伸展流变仪、高分子薄膜性能检测装置及方法。

背景技术

双轴拉伸被广泛应用于高分子加工领域，在玻璃化转变温度以上平衡熔点以下施加双轴拉伸后的样品的分子链会获得横、纵两个方向的取向，通常被认为在与薄膜平面平行的方向上是各向同性的，经过双拉之后的样品可认为在薄膜平面上强度均匀，不易破裂。锂离子电池隔膜加工以及偏振片用光学膜的加工都离不开双轴拉伸。

然而双轴拉伸并不是真正意义上的二维各向同性，只是高分子样品的分子链较为柔顺，在经过横、纵两个垂直方向的拉伸后会形成相对均匀的取向分布，因此，普通的双轴拉伸无法满足真正意义上的各向同性的严苛要求。

而且，玻璃化转变温度是高分子材料的重要参数之一，一些典型的高分子材料如橡胶，往往玻璃化转变温度非常低，而理论上玻璃化转变温度是其使用的最低临界温度；另一方面由于高分子材料的一些苛刻使用方式，如高空飞行的探空气球，在万米以上高空中飞行时会途径对流层和平流层完成降温再升温的转变，这是一个典型的保持固定均匀形变在不同温度下应用的实例。而双拉薄膜如双拉聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜和双拉聚对苯二甲酸类塑料薄膜在包装膜以及光学补偿膜等领域中应用广泛，但这些材料的平衡熔点较高。

因此，如何提供一种能够实现二维均匀拉伸，还能够与同步辐射X射线散射线站联用，并具有宽温域的二维伸展流变仪成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种宽温域二维伸展流变仪、高分子薄膜性能检测装置及方法，以解决现有技术中二维伸展流变仪无法同时满足二维均匀拉伸、与X射线散射联用、并实现宽温域实验环境的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种宽温域二维伸展流变仪，应用于高分子薄膜性能检测，所述二维伸展流变仪包括：

气体腔主体、升降温底座、气体压力表、测温仪、出光法兰、气体质量流量控制器、外罩和冷源、热源；

所述气体腔主体的相对两侧分别开设有入光窗口和出光窗口；

所述出光法兰固定在所述气体腔主体上，并覆盖所述出光窗口，用于将所述高分子薄膜固定在所述出光窗口上，所述出光法兰的中心与所述出光窗口的中心对应设置；

所述气体腔主体嵌在所述升降温底座上，所述冷源和所述热源与所述升降温底座相连，为所述气体腔主体提供低温环境和高温环境；

所述气体压力表和所述测温仪设置在所述气体腔主体上，用于测试所述气体腔主体内的气体压力和气体温度；

所述外罩设置在出光法兰背离所述气体腔主体的一侧；

所述气体质量流量控制器用于控制进入所述气体腔主体内的气体流量和流速。

优选地，所述外罩为透明外罩。

优选地，所述外罩上还设置有形变度量标尺，用于测量所述高分子薄膜的形变量。

优选地，所述外罩为亚克力外罩。

优选地，所述外罩上设置有进气口，用于通入气体，以维持所述高分子薄膜两侧温度趋于相同。