[实用新型]测定长波段光聚合动力学和流变行为的旋转流变仪用测量装置、旋转流变仪

说明书

本实用新型公开了一种测定长波段光聚合动力学和流变行为的旋转流变仪用测量装置、旋转流变仪，全内反射样品台位于测量系统下方，用于放置样品，样品包括光固化涂料；测量系统包括：转筒，呈中空结构且底部贯通，一侧具有呈直角的光源入口，光源入口的中心线与转筒的轴线垂直；透光石英片，固定在转筒的下部；长波段反射镜，固定在转筒的光源入口的上部位置，长波段反射镜的反射面朝向转筒的光源入口外侧并朝下倾斜设置；长波段光源，通过光源入口水平照射在长波段反射镜上，为波长不低于600nm的长波段光束。长波段光源照射在长波段反射镜上，高效反射再垂直折射至下方样品，引发样品光聚合，可研究光固化涂料的光聚合动力学和流变行为。

技术领域

本实用新型属于光固化材料技术领域，具体涉及一种测定长波段光聚合的动力学和流变行为的旋转流变仪用测量装置、旋转流变仪，具体是一种适用于长波段光束的旋转流变仪用测量装置。

背景技术

光固化材料，也称光固化涂料，是在一种借助辐射光能量进行固化的材料。所用到的辐射能量源主要为紫外光。除了高能量的紫外光之外，近年来，越来越多的利用可见光、近红外光和红外光等长波段的光源进行光固化聚合。与紫外光聚合相比，近红外光固化具有可以实现较厚材料的深化，与上转化纳米粒子相结合，甚至可以实现十厘米以上材料的聚合。此外，长时间或者多次暴露在紫外光中，对于人眼具有一定程度的损害。

光固化涂料的流变性能是材料应用的重要指标之一，监测固化过程中流变性能能够研究光固化材料的固化动力学与最终材料性能，这可以通过旋转流变仪实现。

旋转流变仪(Rotational Rheometer)是研究测量材料流变学特性的仪器之一，采用对样品施加强制稳态速率载荷、稳态应力载荷、动态正弦周期应变载荷或动态正弦周期应力载荷的方式，观测样品对所施加载荷的响应数据；通过测量剪切速率、剪切应力、振荡频率、应力应变振幅等流变数据，计算样品的黏度、储能模量、损耗模量、Tanδ等流变学参数。是材料领域应用最广泛的流变测量仪器，可以研究从低黏度流体到高强度固体样品的流动和变形特性。

为了能够将光束垂直地照射在样品上面，旋转流变仪主要通过以下两方面的设计：一方面，将转子镂空，然后使用石英作为透明转子，使光可以透过；另一方面，在转子上方设计了一个可以用来放置45°反射镜的空腔。通过该反射镜，光束可以垂直照射在样品上，从而可以利用旋转流变仪实时监测光固化材料的流变行为。

但是，目前市面上的旋转流变仪配备的反射镜，如赛默飞世尔科技公司(ThermoFisher Scientific)公司的产品，都是只针对紫外光作为辐射能量源的，这类反射镜对紫外光区的光束(波长低于400nm)具有较高反射率，而对其他波段尤其是长波段的光束则反射率较低。如果使用长波段的如980nm的近红外光进行测试，虽然有部分近红外光可以被反射，但是反射率较低，光能以热量的形式大量耗散。这会产生两个问题：1.能量的利用效率太低，导致照射到样品表明的光强大幅降低；2.由于反射率低，镜面发热严重，导致镜面很容易被烧毁。

因此，需要研发出一种旋转流变仪配件，即相应的测量装置，适用于经近红外光和红外光等长波段的光源进行光固化聚合所得的光固化涂料，对于红外光固化材料的研究极为重要。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种测定长波段光聚合的动力学和流变行为的旋转流变仪用测量装置，适用于波长在600nm及以上的长波段光束的流变性能测定。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种测定长波段光聚合的动力学和流变行为的旋转流变仪用测量装置，所述测量装置包括测量系统及全内反射样品台，所述全内反射样品台位于所述测量系统下方，用于放置样品，所述样品包括光固化涂料；所述测量系统包括：

转筒，呈中空结构且底部贯通，一侧具有呈直角的光源入口，所述光源入口的中心线与所述转筒的轴线垂直；