专利名称：一种高分子膜片冲切刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子膜片冲切刀，专用于冲切高分子膜片以制备可适用于高分子材料结构与性能的原位检测和研究的样条。
背景技术：
聚烯烃材料已广泛应用于化工、建筑、电气、交通运输、医药卫生、农业等诸多领域，但历经近几十年发展至今，我国聚烯烃材料仍多为通用材料，高性能高附加值的聚烯烃材料依然较多依赖进口。现阶段，我国在大量出口附加值低的通用聚烯烃材料的同时，需要同时进口各领域发展所必需的高性能聚烯烃材料以满足社会发展需求。虽然我国每年进口的高性能聚烯烃材料在数量上少于所出口的通用聚烯烃材料，但因其附加值更高，往往需要支付更多的外汇。如何尽快实现大量国产聚烯烃材料的高性能化，尽快提升其附加值，成为当前行业内的迫切发展需求。聚烯烃材料的性能和结构密切相关，其关联关系对高性能聚烯烃材料的研究开发有重要指导作用。要实现通用聚烯烃材料的高性能化和高附加值化，必须立足材料性能和材料结构间的关联关系，开展大量基础研究工作。多年来，很多研究人员在聚烯烃材料的结构、性能及关联关系的研究方面都已经开展了大量研究工作，但限于各自所采用研究方法和所使用仪器设备功能的限制，多采用离线研究技术，在进行材料结构研究和材料性能研究时所使用的样品的一致性不好，尽管也已尽可能采用了同一样品，但由于材料结构检测和材料性能检测涉及的仪器设备和实验条件上的差异，真正用于材料结构检测和材料性能检测的样品仍然仅仅是所使用样品上位于不同位置的部分，因此不可避免地存在样品历史上的差异或存在基于材料结构和材料性能统计信息不同基础上的数据采集上的差异。正是由于在聚烯烃材料结构研究和性能研究上所采用的真实样品之间往往是割裂的，所得到材料结构和材料性能之间的关联关系结果存在天然的缺陷或不足。为了实现聚烯烃材料结构研究和材料性能研究之间的对应，应当尽可能完美地努力实现材料结构和材料性能研究上的同步，原位进行材料结构和材料性能的同步检测是必须的。材料的拉伸行为和材料显微结构观察的原位同步进行，是进行材料结构和材料性能原位同步检测的重要方面。可适用于材料的拉伸行为和材料显微结构观察的原位同步研究用的聚烯烃样条一般可以通过先制备成膜片，然后再进行冲切得到，而为了满足研究需要， 所冲切得到的样条必须满足特定的尺寸需求。目前，可作为聚烯烃材料结构和材料性能检测用的样条可以采用注塑成型、模压成型等方法制备，也可以在成型得到膜片后进一步再经过机加工或冲切的方法制备。在采用冲切高分子膜片的方法制备样条时，现有的冲切刀往往因样品尺寸设计上的问题，很难适应同步进行材料的拉伸行为和材料显微结构观察的需要。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高分子膜片冲切刀，该冲切刀能够专用于冲切高分子膜片，特别是聚烯烃膜片，以获得可用于高分子材料结构检测和性能检测原位同步进行所需的样条。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种高分子膜片冲切刀，包括设置在刀体下端的切断刃，所述切断刃形成一封闭的两头大、中间小的呈中心对称的 铃形轮廓，所述 铃形轮廓的中部为两条平行直线段，所述两条平行直线段之间的距离为2mm，所述两条平行直线段的长度为1mm。所述 铃形轮廓的对称中心即上述所述两条平行直线段为边所构成矩形的中心； 所述哑铃形轮廓的端部为矩形形状，该矩形的两边平行于上述所述两条平行直线段，且间距为7mm ；所述哑铃形轮廓端部矩形的两边分别在靠近哑铃形轮廓中部的端点处与半径为 4mm的弧线相切，所述半径为4mm的弧线的另一端在端点处与半径为3mm的弧线相切，所述半径为3mm的弧线在另一端的端点处与所述两条平行直线段相切。所述的一种高分子膜片冲切刀，可用于聚烯烃等高分子膜片的冲切，在适宜的温度下经冲切得到的具有特定形状和尺寸的样条，可适用于拉伸过程中采集应力应变曲线的同时进行样品有效区域内显微结构变化的观察，以实现材料结构和材料性能变化的原位同步检测和研究。所冲切得到样条的厚度即所采用高分子膜片的厚度，可介于0.010mm和 1.0mm之间。冲切时，可将所述高分子膜片冲切刀和适合的冲片机(如橡胶冲片机)配合使用。所述显微结构的观察是指采用光学显微镜观察样条中如结晶形貌等的变化或采用同步辐射WAXD、SAXS等研究样条中如结晶结构等的变化。所述的高分子膜片冲切刀，可由45#钢制成。本发明具有的优点和积极效果是与现有技术相比使用本发明提供的专用冲切刀冲切高分子膜片得到的样条尺寸小，适于将样条在拉伸过程中有效的样条长度部分置于显微观察的视野范围之内，实现样条结构和性能的原位同步检测，而现有的类似冲切刀多为大尺寸样条制备用冲切刀，难以保证拉伸过程中应力应变行为和显微结构的原位同步检测。基于本发明所提供的一种高分子膜片冲切刀的特点，由其冲切聚烯烃等高分子膜片所得到具有特定形状和尺寸的拉伸样条，在用于材料结构和材料性能原位同步检测时所得到的数据结果具有良好的一致对应性，可以有效避免现有材料结构和材料性能检测方面所得结果因检测样品一致性和对应性不佳而产生的相互间割裂的现象。
图1为本发明的结构示意图；图2为图1的右视图；图3为图1的俯视图；图4为采用本发明切下的样条示意图。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下请参阅图1 图4，一种高分子膜片冲切刀，包括设置在刀体下端的切断刃1，切断刃1形成一封闭的两头大、中间小的 铃形轮廓， 铃形轮廓中部为两条平行直线段2，两条平行直线段2之间的距离为2mm，所述两条平行直线段2的长度为1mm。现铃形轮廓的长度为^toirn,其两头的端部宽度为7mm， 铃型轮廓中部和端部的连接由靠近中部的半径为 3mm的弧线和靠近端部的半径为4mm的弧线完成，连接点均为相切点。上述的高分子膜片冲切刀，专用于聚烯烃等高分子膜片的冲切，在适宜的温度下可以经冲切得到如图4所示的 铃形样条，样条的厚度即所采用高分子膜片的厚度。上述高分子膜片冲切刀，可选用包括但不限于45#钢的材料经机加工得到。上述高分子膜片冲切刀，可以和适合的冲片机(如橡胶冲片机)配合使用，用于聚烯烃等高分子膜片的冲切； 采用上述高分子膜片冲切刀冲切得到的如图4所示的高分子膜片样条，可适用于拉伸过程中采集应力应变曲线的同时进行样品有效区域内显微结构变化的观察，以实现材料结构和材料性能变化的原位同步检测和研究，样条的厚度可以位于但不限于0. OlOmm和1. Omm之间；上述样品有效区域是指图4中样条宽度为2mm，沿样条长度方向上长度为Imm的部分， 该部分由冲切刀切断刃形成的哑铃形轮廓的中部形成。上述显微结构的观察是指采用光学显微镜观察样条中如结晶形貌等的变化或采用同步辐射WAXD、SAXS等研究样条中如结晶结构等的变化。上述冲切刀可适用于高分子膜片材料的冲切，特别是适用于聚烯烃材料膜片的冲切，进而可以得到具有独特尺寸的样条，该样条可以用于材料结构检测和材料性能检测的原位同步研究。采用本发明所提供的一种高分子膜片冲切刀，可以在适合的温度下将聚烯烃等材料的膜片冲切成非标准的拉伸用样条，使用该样条，可以在拉伸过程中采集应力应变曲线的同时，进行样品有效区域内显微结构变化的观察，实现材料结构和材料性能变化的原位同步检测和研究，进而有效解决现有材料结构研究和材料性能研究和关联时存在有效数据相互间的割裂问题，可为实现聚烯烃等材料的高性能化和高附加值化提供更加可靠和有效的指导性实验依据。上述冲切刀的应用实例实例1 使用厚度为0.020mm厚的等规聚丙烯(iPP)薄膜，在室温环境下，将该iPP薄膜平展在厚度为4mm厚的硬质聚氯乙烯(PVC)板上，把本发明所提供的一种高分子膜片冲切刀置于iPP薄膜上，或安装在冲片机上，预先调整好冲切刀在iPP薄膜上的冲切位置，用冲片机快速将冲切刀冲切在iPP薄膜预定的位置上，升起冲片机的冲切机构，将冲切刀切下的 iPP薄膜样条从冲切刀中取出，即可得到图2中所示的样条，进一步将该样条安装在微型拉力机上，并把宽度为2mm且沿样条长度方向上长度为Imm的部分置于光学显微镜(偏光) 视野内，在拉伸应力应变曲线测定的过程中即可观察到相应结晶形貌的变化，由此进行材料结构和材料性能的原位同步检测。实例2 使用厚度为1.0mm厚的等规聚丙烯(iPP)薄片，在室温环境下，将该iPP薄片平放在厚度为4mm厚的硬质聚氯乙烯(PVC)板上，把本发明所提供的一种高分子膜片冲切刀置于iPP薄片上，或安装在冲片机上，预先调整好冲切刀在iPP薄片上的冲切位置，用冲片机快速将冲切刀冲切在iPP薄片预定的位置上，升起冲片机的冲切机构，将冲切刀切下的 iPP薄片样条从冲切刀中取出，即可得到形状如图2中所示厚度为1. Omm的样条，进一步将该样条安装在微型拉力机上，并把宽度为2mm且沿样条长度方向上长度为Imm的部分置于同步辐射X光的光路上，在拉伸应力应变曲线测定的过程中即可同步检测到小角X光散射 (SAXS)的图像或者广角X射线衍射(WAXD)的图像，进而得到拉伸过程中iPP结晶结构的变化，由此完成材料结构和材料性能的原位同步检测。 尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高分子膜片冲切刀，包括设置在刀体下端的切断刃，其特征在于，所述切断刃形成一封闭的两头大、中间小的 铃形轮廓，所述 铃形轮廓中部为两条平行直线段，所述两条平行直线段之间的距离为2mm，所述两条平行直线段的长度为1mm。
2.根据权利要求1所述的高分子膜片冲切刀，其特征在于，该冲切刀由45#钢制成。
全文摘要
本发明公开了一种高分子膜片冲切刀，包括设置在刀体下端的切断刃，所述切断刃形成一封闭的两头大、中间小的哑铃形轮廓，所述哑铃形轮廓中部为两条平行直线段，所述两条平行直线段之间的距离为2mm，所述两条平行直线段的长度为1mm。本发明与现有技术相比，使用本发明提供的冲切刀冲切高分子膜片得到的具有特定形状和尺寸的样条，适于将样条在拉伸过程中有效的样条长度部分置于显微观察的视野范围之内，实现样条结构和性能的原位同步检测。
文档编号B26F1/44GK102179840SQ20111004497
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日
发明者姚雪敏, 李景庆, 杨坚强, 蒋世春 申请人:天津大学