专利名称：激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装置的制作方法
技术领域：
本发明属于在线检测高分子材料注射成型时在剪切外场下微观结构变化的装置,具 体涉及一种激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装置，以用来研究聚 合物结晶形态和相形态的变化等重要的高分子物理现象。
背景技术：
由于注塑成型、挤出成型等聚合物成型过程中都伴随着结晶形态和相形态的变化， 这种变化强烈地影响聚合物的成型性能和产品的物理机械性能，特别是在成型过程中 施以特殊的外场就能得到不同微结构和不同性能的制品，但在普通注塑成型装置中， 没有办法直接观察到大分子从熔体中的无定形状态到结晶形态或多相形态的转化过 程， 一般只能通过现代测试技术对最终产品进行形态结构表征。常用的表征技术有示 差扫描量热法(DSC)、广角X衍射(WAXD)、小角X衍射(SAXD)、透射电子显微 镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等，通过这些方法所得的测试结果虽然能说明成 型聚合物的最终结构，但不能了解在成型过程中结构的发生、发展及最终定构的过程， 使得这方面的研究成为高分子材料科学领域的一大的空白。
为了填补这一空白，聚合物微观结构的在线检测成为了聚合物科学中的研究热点。 目前报道的能在线检测剪切场中聚合物形态结构变化的仪器有TA公司的研究幵发的 "高级流变扩展系统(ARES)"。该系统是将聚合物熔体置于相互旋转或相互平动的两 玻璃板之间，利用玻璃板之间速度差产生剪切，很显然这种剪切和注射或挤出成型时 由流动产生的剪切是截然不同的，因此，该系统既不能用来真实表征聚合物成型过程 中形态的变化，且所获样品冻结后也不可能用来测试性能，更不可能用来研究聚合物 结构和性能之间的关系。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的空白，提供一种激光在线检测聚合物凝聚态 变化的外场形态控制成型装置，以用来研究聚合物结晶形态和相形态的变化等重要的 高分子物理现象。
本发明提供的激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装置，该装置包括动态保压注射成型模具、液压系统和计算机控制系统，动态保压注射成型模具由 动模、定模、热流道板和连接于热流道板两侧的液压油缸及油缸活塞组成，液压系统 与热流道板两侧的液压油缸相连，计算机控制系统与液压系统相连，其特征在于该装 置还设置有激光检测系统，激光检测系统的入射机构安装在动模一侧，接受机构安装 在动模的另一侧，激光检测系统所对应的动模型腔部位为一透明视窗。
众所周知，聚合物熔体在注射成型模具的型腔或流道内流动时，即使在流速不变 的情况下其处于截面表层、芯层、剪切层各处的剪切速率都是不相同的，因此在不同 位置将会生成不同的微观结构，而由于本发明将动模型腔部位设计为一透明视窗，并 采用了简单经济的激光来进行检测，因而不仅可通过获取该处的散射图形来了解凝聚 态结构的变化信息，还可利用在定模两侧设置的液压油缸及油缸活塞的运动使型腔内 的物料作往复运动，获得不同往复频率和剪切速率下这些结构的变化信息，不仅如此， 还可同时成型相应的试样，且该试样可用来作物理机械性能的测试，因此本发明能够 很方便地用来研究聚合物结晶形态和相形态的变化以及聚合物结构与性能之间的关 系。
当只检测较薄样品的凝聚态和相形态的变化时，本发明所用的激光检测系统的入 射机构可由依次连接的激光器、光强调节系统、准直系统、光阑和全反射镜组成，接 受机构由依次连接的全反射镜、偏振片和数码摄像机组成。
当既需检测较薄样品，也需检测较厚样品的凝聚态和相形态的变化时，本发明所 用的激光检测系统的入射机构是由依次连接的激光器、光强调节系统、准直系统、光 阑、光学透镜组和全反射镜组成，接受机构包括依次连接的全反射镜、偏振片、光屏 和数码摄像机组成。
本发明使用的激光器优选固体激光器或氦氖激光发生器。如当所选用激光器的功 率较高，而测试需要较低功率时可采用光强调节系统进行调整，使光束进入准直系统 以提高光束的平行度和质量，整形后的光束进入光阑中改变光束的直径，并且过滤掉
杂光。当试样足够薄(0.5~lmm)并进行平行光光散射时，光束可直接通过模具的透 明视窗和透明试样获得散射信号；当试样厚度较大(>lmm)时可采用聚焦光散射， 这时过滤掉杂光的平行光束进入可调节焦距的可变焦距光学透镜组中，经聚焦的激光 束再进入透明试样，获取聚焦后的散射信号。散射信号的收集有两种方式， 一种是直 接用CCD数码摄像机接收，另一种方法是先在成像屏上成像后再用CCD数码摄像机 拍照。为了使光路系统稳定，避免抖动，整个光路系统的入射机构安装在注塑机定模板上或直接安装在地基上，接收机构选择地基支撑安装。
本发明所用动态保压注射成型模具、液压系统和计算机控制系统除动态保压注射 成型模具中的动模外，其定模和热流道板与本发明人设计的"热流道注射成型动态保 压装置"(专利号02128023.1)中的相同。
本发明新设计的动模包括锥形模套、活动斜滑块、顶杆、顶出固定板、顶板、顶 出底板。锥形模套为一矩形套，从与定模板相连的端面向与顶板相连端开有一矩形锥 孔，矩形锥孔四角各开有一两两相对的凹槽，而与矩形锥孔垂直的模套两端对应开有 矩形通孔，以便激光能穿过位于其中的具有透明视窗的注射型腔。活动斜滑块为两块， 相背安装于与之匹配的锥形模套的矩形锥孔内，其斜面端边各有一向外延伸并与矩形 锥孔四角开的凹槽匹配的凸起，注射型腔开于其中一块活动斜滑块相背连接的端面中 部，其两端分别通过两活动斜滑块相背面上对应开的浇口、流动通道与热流板中的料 筒相连，与注射型腔相对部位的两活动斜滑块块体上分别开有阶梯通孔，且紧邻注射 型腔的阶梯通孔中各安放有一石英玻璃，以形成能使激光穿过的透明视窗。顶杆至少 为两根，其前端穿过顶出固定板的阶梯通孔后，与顶板相连，后端由顶出底板与连接
件固定，顶板位于锥形模套矩形锥孔底端内。当试样成型，定模与动模分离后，推动 顶出底板，即可使顶杆向前并推动位于锥形模套矩形锥孔底端的顶板，使活动斜滑块 斜面端边的凸起沿锥形模套锥孔四角上的凹槽向前滑动，伸出锥形模套并张开后试样 与型腔壁分离，即可方便取出。
为了使注射成型的试样厚度可无级调节，本发明新设计的动模包括锥形模套、活 动斜滑块、顶杆、顶出固定板、顶板、顶出底板。锥形模套为一矩形套，从与定模板 相连的端面向与顶板相连端开有一矩形锥孔，矩形锥孔四角各开有一两两相对的凹槽， 而与矩形锥孔垂直的模套两端对应开有矩形通孔。活动斜滑块为两块，相背安装于与 之匹配的锥形模套的矩形锥孔内，其中一块的斜面端边各有一向外延伸并与矩形锥孔 一侧其中两角开的凹槽匹配的凸起，与注射型腔相对部位的块体上开有阶梯通孔，且 紧邻注射型腔的阶梯通孔中安放有一石英玻璃，以形成能使激光穿过的透明视窗的一 边。另一块则由型腔外框板、楔形活动滑块、燕尾槽调节块、调节螺钉和斜滑块组成。 其中楔形活动滑块和燕尾槽调节块依次安装在型腔外框板的方形通孔内，且使楔形活 动滑块的下端面与方形通孔的下端边共同构成注射型腔，紧邻注射型腔的所开的阶梯 通孔内安放有一石英玻璃，以形成能使激光穿过的透明视窗的另一边。燕尾槽调节块 与楔形活动滑块的阶梯通孔对应部位开有一倒"U"形通槽，调节螺钉的前端穿过型腔
7外框板上的阶梯通孔位于燕尾槽调节块的矩形阶梯盲孔内，并通过调节螺钉的旋进或 旋退使燕尾槽调节块前进或后退，从而挤压或退让楔形活动滑块，以调节由其构成的 注射型腔厚度。斜滑块连接于型腔外框板和燕尾槽调节块外侧，其对应于楔形活动滑 块的阶梯通孔部位开有一透光通孔，斜滑块的斜面端边各有一向外延伸的凸起，该凸 起与锥形模套的矩形锥孔一侧另两角开的凹槽匹配。顶杆至少为两根，其前端穿过顶 出固定板的阶梯通孔后，与顶板相连，后端由顶出底板与连接件固定，顶板位于锥形 模套矩形锥孔底端内。当试样成型，定模与动模分离后，推动顶出底板，即可使顶杆
向前并推动位于锥形模套矩形锥孔底端的顶板，使活动斜滑块斜面端边的凸起沿锥形 模套锥孔四角上的凹槽向前滑动，伸出锥形模套并张开后试样与型腔壁分离，即可方
便取出。
本发明与现有技术相比，具有以下优点-
1、 由于本发明提供的装置中设置了激光检测系统，因而可实现在生产制品的同时 对聚合物凝聚态结构变化的全过程进行分层的在线检测，这不仅可以用来研究聚合物 在外力场中凝聚态结构和性能变换的对应关系等高分子物理现象，而且填补了目前没 有聚合物微观结构的在线检测装置的空白。
2、 由于本发明提供的装置中的剪切力场是熔体在流动中产生的，十分接近聚合物 熔体在成型加工中的真实情况，因而其研究结果对预测注塑、挤出等加工过程中外力 场与形态间的关系更具有指导意义。
3、 由于本发明提供的装置不仅能在跟踪研究聚合物熔体内微观结构变化直至定构 过程的同时能获得片状、哑铃状等其他形状的试样，并可用来进行物理机械性能的测 定，还能方便地进行无级调节注射型腔的厚度，以获得不同厚薄的试样，因而可用来 进行剪切外场一结构一性能的研究。
4、由于本发明提供的装置可通过激光聚焦的手段将聚焦点分别聚焦于表层、剪切 层、芯层的各处，并分别跟踪各处凝聚态结构的变化，因而可实现大范围内和复杂条 件下的在线检测。
5、 由于本发明提供的装置可通过特殊强化的外场(剪切力场和拉伸力场)设置， 因而不仅可用来生成高性能的自增强制品，还能用来研究聚合物成型加工中的自增强 现象。
6、 本发明装置构思新颖，设计巧妙，操作方便。
图1为本发明装置的一种结构形式的示意图；图2为本发明装置的另一种结构形 式的示意图；图3为本发明装置中动模的一种结构形式的剖面示意图；图4为本发明 装置中动模的另一种结构形式的剖面示意图；图5为本发明动模中锥形模套的主视结 构示意图；图6为图5的左视半剖结构示意图；图7为本发明动模中带型腔活动斜滑 块的主视结构示意图；图8为另一活动斜滑块的主视结构示意图；图9为图8的俯视 结构示意图；图IO为型腔外框板的主视结构示意图；图11为图10的A-A剖视结构示
意图；图12为楔形活动滑块的主视结构示意图；图13为图12的俯视结构示意图；图
14为燕尾槽调节块的主视结构示意图；图15为图14的A-A剖视结构示意图；图16 为图14的右视结构示意图；图17为斜滑块的主视结构示意图；图18为图17的A-A
剖视结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图给出实施例以对本发明作出进一步说明，但所给出的实施例不能理 解为对本发明保护范围的限制，因而本专业的技术人员根据上述本发明的内容和设计 思想所作出的非本质的改进和调整也应属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例给出的激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装置是由动
态保压注射成型模具、激光检测系统、液压系统29和计算机控制系统42组成。其中 动态保压注射成型模具由动模1、定模20、热流道板21和连接于热流道板21两侧的 液压油缸26及油缸活塞组成，并安装在注射成型机上，激光检测系统的入射机构30 安装在动模1 一侧，接受机构37安装在动模1的另一侧，激光检测系统所对应的动模 1型腔部位为光透型，液压系统29与热流道板21两侧的液压油缸26相连，计算机控 制系统42与液压系统29相连，如图1所示。
动态保压注射成型模具是一种单型腔双浇口热流道注塑成型模具，其动模1包括 锥形模套2、活动斜滑块6、 7、顶杆16、顶出固定板17、顶板18、顶出底板19，见 图3。锥形模套2为一矩形套，从与定模20板相连的端面向与顶板18相连端开有一矩 形锥孔3，见图6，矩形锥孔3四角各开有一两两相对的凹槽4，见图5，而与矩形锥 孔3垂直的模套两端对应开有矩形通孔5，以便激光能穿过位于其中的透明注射型腔9。 活动斜滑块为两块6、 7，相背安装于与之匹配的锥形模套2的矩形锥孔3内，其斜面 端边各有一向外延伸并与矩形锥孔3四角开的凹槽4匹配的凸起8，见图3、 7、 8、 9。 注射型腔9开于其中一块活动斜滑块6相背连接的端面中部，本实施例注射型腔的厚
9度可设置为0.5 lmrn，其两端分别通过两活动斜滑块6、 7相背端面上对应开的浇口 10、流动通道11与热流道板19中的料筒23相连，与注射型腔9相对部位的两活动斜 滑块6、 7块体上分别开有阶梯通孔12、 13，阶梯通孔12、 13两侧各开有冷却水孔14， 且紧邻注射型腔9的阶梯通孔12、 13中各安放有一石英玻璃15，见图3。顶杆16至 少为两根，其前端穿过顶出固定板17的阶梯通孔后，与顶板18相连，后端由顶出底 板19与连接件如螺钉固定，顶板18位于锥形模套矩形锥孔3底端内。当试样成型， 定模20与动模1分离后，推动顶出底板19，即可使顶杆16向前并推动位于锥形模套 矩形锥孔底端的顶板18，使活动斜滑块6、 7斜面端边的凸起8沿锥形模套锥孔四角上 的凹槽4向前滑动，伸出锥形模套2并张开后试样与型腔壁分离，即可方便取出，见 图3。
动态保压注射成型模具的定模和热流道板如本发明人设计的"热流道注射成型动 态保压装置"(专利号02128023.1)完全相同，即在定模20上水平设置有两条流动通 道ll，流动通道的出口端与动模l中活动斜滑块6、 7上的流动通道11相接，进口端 与热流道板21上的主流道22相通。在热流道板21上还加工有对称布置的两个与流道 垂直相接的料筒23，料筒23又与热流道板21上的主流道22相连，料筒23内有压料 活塞24，压料活塞24通过连轴节25与两液压油缸26的活塞杆27连接，两液压油缸 26对称安装在模具的油缸支架28上，液压油缸26由液压系统29带动作相位差180° 的相对运动，从而依次通过料筒23、流动通道11和活动斜滑块6、 7上的流动通道11 内的烙体使型腔9内的物料作往复运动，通过调节液压压力即可达到改变往复频率和 剪切速率的目的。另外，还可通过热流道板料筒23内的两活塞24同时压入同时抽出， 形成模具型腔9内压力时高时低的压力振动动态保压模式。在热流道板21上还均匀布 置有多根加热棒，以使热流道板21的温度控制在物料熔融温度以上。热流道板21上 的主流道22与注射机相连。另外，在注射型腔浇口 10处安装有物料的压力传感器和 温度传感器，该压力传感器和温度传感器通过外接的压力指示仪和温度指示仪控制、 显示或记录型腔内的压力变化和温度变化。
激光检测系统的入射机构30本实施例是由依次连接的激光器31、光强调节系统 32、准直系统33、光阑34和全反射镜36组成，接受机构37由依次连接的全反射镜 38、偏振片39和数码摄像机41组成，见图l。本实施例的激光器31选用固体激光发 生器。
液压系统29与本发明人设计的"热流道注射成型动态保压装置"(专利号02128023.1)中的也完全相同，即也是由三位四通换向阀、流量调节阀、压力调节阀、 油泵和油箱构成，并通过管道与两液压油缸26相连。计算机控制系统42与液压系统 29中的三位四通换向阀连接，且可通过编程预设各种动态保压方案，使其按照设定的 程序和不同的保压方案驱动液压油缸26中的活塞作往复运动，也可根据需要从一种动 态保压模式变换至另一种动态保压模式。
使用时，首先启动激光光源，待激光器31稳定以后，加入聚合物物料，然后启动 注塑机，由注塑机输送过来的熔融物料在注射充模阶段先进入注射成型模具的热流道 板上的主流道22，然后分成两个支路分别从热流道板21上的两个对称布置的料筒23 的开口进入，料筒23内熔融物料在压料柱塞24作用下，再分别从两料筒23底端经过 两个流动通道11进入注射型腔9的两端。在充模阶段必须通过液压油缸26将两个活 塞中一个或两个同时抽到适当位置，使来自注塑机的熔融物料，能够经支路流到一个 料筒23或同时流经两个料筒23进入注射型腔9，并使得注射型腔9充满，然后按计算 机控制系统42预设的驱动程序控制液压系统使液压油缸活塞驱动物料作往复剪切流动 或施压释压运动。在试样保压冷却过程中，从氦氖激光发生器31产生的波长约为532nm 的绿色激光进入光学准直系统33，线偏振转变成平行度更高的圆偏振光，再经过光阑 34滤去多余的杂光使平行光束经全反射镜36穿过样品，再经接受机构的全反射镜38 进入可调节角度的偏振片39,然后成像于成像屏40上，通过CCD数码摄像机41采集 光散射信号，该信号通过数据线传输到计算机控制系统42中。待物料经定模20板和 活动斜滑块6、 7上冷却水孔14的冷却水完全冻结后打开模具(即使定模与动模分开)， 推动顶出底板19，使顶杆16向前并推动位于锥形模套矩形锥孔3底端的顶板18,使 活动斜滑块6、 7斜面端边的凸起8沿锥形模套锥孔四角上的凹槽4向前滑动，伸出锥 形模套2并张开后试样与型腔壁分离，即可取出。
实施例2
本实施例给出的激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装置也是由 动态保压注射成型模具、激光检测系统、液压系统29和计算机控制系统42组成。其 中动态保压注射成型模具由动模1、定模20、热流道板21和连接于热流道板21两侧 的液压油缸26及油缸活塞组成，并安装在注射成型机上，激光检测系统的入射机构30 安装在动模l一侧，接受机构37安装在动模1的另一侧，激光检测系统所对应的动模 型腔9部位为光透型，液压系统29与热流道板21两侧的液压油缸26相连，计算机控 制系统42与液压系统29相连，如图2所示。动态保压注射成型模具也是一种单型腔双浇口热流道注塑成型模具，其动模1包 括锥形模套2、活动斜滑块6、 7、顶杆16、顶出固定板17、顶板18、顶出底板19, 见图4。锥形模套2与实施例1完全相同，略。活动斜滑块也为两块6、 7，相背安装 于与之匹配的锥形模套2的矩形锥孔3内，其中一块7的斜面端边各有一向外延伸并 与矩形锥孔3 —侧其中两角开的凹槽4匹配的凸起8，与注射型腔9相对部位的块体上 开有阶梯通孔D,阶梯通孔13两侧开有冷却水孔14,紧邻注射型腔9的阶梯通孔13 中安放有一石英玻璃15,该石英玻璃可为耐高温高压的玻璃。阶梯通孔13两侧开有流 动通道ll，流动通道ll中段各有一浇口 10分别于注射型腔9相通，见图4、 8、 9。 另一块6则由型腔外框板43、楔形活动滑块46、燕尾槽调节块49、调节螺钉53和斜 滑块54组成，见图2、 4。其中型腔外框板43为一矩形块，其一端角呈斜角，块体中 部开有方形通孔44，其与活动斜滑块相背连接的端面上也开有相对应的流动通道11 和浇口 10，端角呈斜角的同边另一端的端边中部开有一阶梯通孔45与方形通孔44垂 直相接，阶梯通孔45上半部外侧边开放，下半部开有螺纹，见图IO、 11。楔形活动滑 块46和燕尾槽调节块49依次安装在型腔外框板43的方形通孔44内。楔形活动滑块 46为一截面呈梯形的矩形块，梯形斜面中部设置有一条贯通整个斜面的燕尾形凸起47， 与燕尾形凸起47垂直的块体中部开有一阶梯通孔48,在阶梯通孔48两侧开有垂直相 交的冷却水孔14，整个楔形活动滑块46斜面向上倒置安装在型腔外框板43的方形通 孔44内，见图12、 13,且使楔形活动滑块46的下端面与型腔外框板方形通孔44的下 端边共同构成注射型腔9，紧邻注射型腔9的所开的阶梯通孔12内安放有一石英玻璃 15，该玻璃可为耐高温高压的玻璃。燕尾槽调节块49也为一截面呈梯形的矩形块，该 块体沿斜面中部和相背的直面中部各开有一燕尾槽50，其与楔形活动滑块46的阶梯通 孔45对应部位，即短边一侧两燕尾槽50之间的块体中水平开有一倒"U"形通槽51， 在该水平通槽51另一端斜面一侧的块体上开有一矩形阶梯盲孔52，矩形阶梯盲孔52 靠斜面一侧开放。燕尾槽调节块49斜面向下通过其上的燕尾槽50与楔形活动滑块46 斜面的燕尾形凸起47匹配滑动连接，见图14、 15、 16。调节螺钉53的前端穿过型腔 外框板43上的阶梯通孔45位于燕尾槽调节块49的矩形阶梯盲孔52内，并通过调节 螺钉53的旋进或旋退使燕尾槽调节块49前进或后退，从而挤压或退让楔形活动滑块 46，使注射型腔9厚度可在0.5 2.5mm之间无级调节。斜滑块54也为一截面呈梯形的 矩形块，其短边一侧的直面上有一燕尾凸起55,其上开有一透光通孔56，以便激光器 发射的光能穿过其中，进入型腔9。斜面一侧端边各有一向外延伸的凸起57，该凸起
1257与锥形模套2的矩形锥孔3—侧其中两角上开的凹槽4匹配，见图17、 18。顶杆16 至少为两根，其前端穿过顶出固定板17的阶梯通孔后，与顶板18相连，后端由顶出 底板19与连接件固定，顶板18位于锥形模套矩形锥孔3底端内。当试样成型，定模 20与动模1分离后，推动顶出底板19，即可使顶杆16向前并推动位于锥形模套矩形 锥孔3底端的顶板18，使活动斜滑块7和斜滑块54斜面端边的凸起8和57沿锥形模 套2锥孔四角上的凹槽4向前滑动，伸出锥形模套2并张开后试样与型腔壁分离，即 可取出。
由于本实施例动态保压注射成型模具的定模20、热流道板21、液压系统29和计 算机控制系统42的结构、位置关系和连接关系与本发明人设计的"热流道注射成型动 态保压装置"(专利号02128023.1)完全相同，即实施例l所描述的一样，故略去不述。
本实施例的激光检测系统的入射机构30是由依次连接的激光器31、光强调节系统 32、准直系统33、光阑34、光学透镜组35和全反射镜36组成，接受机构37包括依 次连接的全反射镜38、偏振片39、成像屏40和数码摄像机41组成。见图2，本实施 例的激光器31选用固体激光器。本实施例激光检测系统如在线检测较薄样品的凝聚态 和相形态的变化时，可不使用光强调节系统32和光学透镜组35。但在检测较厚样品的 凝聚态和相形态的变化或同一位置不同结晶时间段、不同位置同一结晶时间段和不同 位置不同结晶时间段的凝聚态和相形态的变化时，可同时启动光强调节系统32和光学 透镜组35，使激光光束聚焦点在样品内部某位置产生最强散射信号，该散射光穿过样 品，进入可调节角度的偏振片39，然后成像于成像屏40上，通过CCD数码摄像机41 采集光散射信号，该信号通过数据线传输到计算机控制系统42中。
本实施例的工作过程与实施例l基本相同，故略去不述。
权利要求
1、一种激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装置，该装置包括动态保压注射成型模具、液压系统(29)和计算机控制系统(42)，动态保压注射成型模具由动模(1)、定模(20)、热流道板(21)和连接于热流道板(21)两侧的液压油缸(26)及油缸活塞组成，液压系统(29)与热流道板(21)两侧的液压油缸(26)相连，计算机控制系统(42)与液压系统(29)相连，其特征在于该装置还设置有激光检测系统，激光检测系统的入射机构(30)安装在动模(1)一侧，接受机构(37)安装在动模(1)的另一侧，激光检测系统所对应的动模型腔(9)部位为一透明视窗。
2、 根据权利要求1所述的激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装 置，其特征在于激光检测系统的入射机构(30)由依次连接的激光器(31)、光强调节 系统(32)、准直系统(33)、光阑(34)和全反射镜(36)组成，接受机构(37)由 依次连接的全反射镜(38)、偏振片(39)、成像屏(40)和数码摄像机(41)组成。
3、 根据权利要求1所述的激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装 置，其特征在于激光检测系统的入射机构(30)由依次连接的激光器(31)、光强调节 系统(32)、准直系统(33)、光阑(34)、光学透镜组(35)和全反射镜(36)组成， 接受机构(37)由依次连接的全反射镜(38)、偏振片(39)、成像屏(40)和数码摄 像机(41)组成。
4、 根据权利要求2或3所述的激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成 型装置，其特征在于所用激光器(31)为固体激光器或氦氖激光发生器。
5、 根据权利要求1或2或3所述的激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控 制成型装置，其特征在于动模(1)包括锥形模套(2)、活动斜滑块(6、 7)、顶杆(16)、 顶出固定板(17)、顶板(18)、顶出底板(19)，锥形模套(2)为一矩形套，从与定 模(1)板相连的端面向与顶板(18)相连端开有一矩形锥孔(3)，矩形锥孔(3)四 角各开有一两两相对的凹槽(4)，而与矩形锥孔(3)垂直的模套两端对应开有矩形通 孔(5);活动斜滑块为两块(6、 7)，相背安装于与之匹配的锥形模套(2)的矩形锥 孔(3)内，其斜面端边各有一向外延伸并与矩形锥孔(3)四角开的凹槽(4)匹配的凸 起(8),注射型腔(9)开于其中一块活动斜滑块(6)相背连接的端面中部，其两端 分别通过两活动斜滑块(6、 7)相背面上对应开的浇口 (10)、流动通道(11)与热流 道板(21)中的料筒(23)相连，与注射型腔(9)相对部位的两活动斜滑块(6、 7)块体上分别开有阶梯通孔(12、 13)，且紧邻注射型腔(9)的阶梯通孔(12、 13)中 各安放有一石英玻璃(15);顶杆(16)至少为两根，其前端穿过顶出固定板(17)的 阶梯通孔后，与顶板(18)相连，后端由顶出底板(19)与连接件固定，顶板(18) 位于锥形模套的矩形锥孔(3)底端内。
6、 根据权利要求1或2或3所述的激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控 制成型装置，其特征在于动模(1)包括锥形模套(2)、活动斜滑块(6、 7)、顶杆(16)、 顶出固定板(17)、顶板(18)、顶出底板(19)，锥形模套(2)为一矩形套，从与定 模(20)板相连的端面向与顶板(18)相连端开有一矩形锥孔(3)，矩形锥孔(3)四 角各开有一两两相对的凹槽(4)，而与矩形锥孔(3)垂直的模套两端对应开有矩形通 孔(5);活动斜滑块为两块(6、 7)，相背安装于与之匹配的锥形模套(2)的矩形锥 孔(3)内，其中一块(7)的斜面端边各有一向外延伸并与矩形锥孔(3) —侧其中两 角开的凹槽(4)匹配的凸起(8)，与注射型腔(9)相对部位的块体上开有阶梯通孔(13)，紧邻注射型腔(9)的阶梯通孔(13)中安放有一石英玻璃(15)，另一块(6) 则由型腔外框板(43)、楔形活动滑块(46)、燕尾槽调节块(49)、调节螺钉(53)和 斜滑块(54)组成，其中楔形活动滑块(46)和燕尾槽调节块(49)依次安装在型腔 外框板(43)的方形通孔(44)内，且使楔形活动滑块(46)的下端面与方形通孔(44) 的下端边共同构成注射型腔(9),且紧邻注射型腔(9)的所开的阶梯通孔12)内安放 有一石英玻璃(15)，燕尾槽调节块(49)与楔形活动滑块(46)的阶梯通孔(48)对 应部位开有一倒"U"形通槽(51)，调节螺钉(53)的前端穿过型腔外框板(43)上 的阶梯通孔(45)位于燕尾槽调节块(49)的矩形阶梯盲孔(52)内，并通过调节螺 钉(53)的旋进或旋退使燕尾槽调节块(49)前进或后退，从而挤压或退让楔形活动 滑块(46)，以调节由其构成的注射型腔(9)厚度，斜滑块(54)连接于型腔外框板(43)和燕尾槽调节块(49)外侧，其对应于楔形活动滑块(46)的阶梯通孔(48) 部位开有一透光通孔(56)，斜滑块(54)的斜面端边各有一向外延伸的凸起(57)， 该凸起(57)与锥形模套(2)的矩形锥孔(3) —侧另两角开的凹槽(4)匹配；顶杆(16)至少为两根，其前端穿过顶出固定板(17)的阶梯通孔后，与顶板(18)相连， 后端由顶出底板(19)与连接件固定，顶板(18)位于锥形模套矩形锥孔(3)底端内。
7、 根据权利要求6所述的激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装 置，其特征在于型腔外框板(43)为一矩形块，其一端角呈斜角，方形通孔(44)开 在块体中部，流动通道(11)位于方形通孔(44)两侧，两浇口 (10)分别位于流动通道(11)中段，端角呈斜角的同边另一端的端边中部开有一阶梯通孔(45)与方形 通孔(44)垂直相接，阶梯通孔(45)上半部外侧边开放，下半部开有螺纹；楔形活 动滑块(46)为一截面呈梯形的矩形块，梯形斜面中部设置有一条贯通整个斜面的燕 尾形凸起(47)，与燕尾形凸起(47)垂直的块体中部开有一阶梯通孔(48)，在阶梯 通孔(48)两侧开有垂直相交的冷却水孔(14)，整个楔形活动滑块(46)斜面向上倒 置安装在型腔外框板(43)的方形通孔(44)内；燕尾槽调节块(49)也为一截面呈 梯形的矩形块，该块体沿斜面中部和相背的直面中部各开有一燕尾槽(50)，两燕尾槽 (50)之间的块体短边一侧水平开有一倒"U"形通槽(51)，在该"U"形通槽(51) 另一端面靠斜面一侧的块体上开有一矩形阶梯盲孔(52)，矩形阶梯盲孔(52)靠斜面 一侧开放，燕尾槽调节块(49)斜面向下通过其上的燕尾槽(50)与楔形活动滑块(46) 斜面的燕尾形凸起(47)匹配滑动连接；斜滑块(54)也为一截面呈梯形的矩形块， 其短边一侧的直面上有一燕尾凸起(55)，其上开有一透光通孔(56)，斜面一侧端边 各有一向外延伸的凸起(57)，该凸起(57)与锥形模套(2)的矩形锥孔(3) —侧其 中两角上开的凹槽(4)匹配。
全文摘要
本发明公开的激光在线检测聚合物凝聚态变化的外场形态控制成型装置，该装置包括动态保压注射成型模具、液压系统和计算机控制系统，动态保压注射成型模具由动模、定模、热流道板和连接于热流道板两侧的液压油缸及油缸活塞组成，液压系统与热流道板两侧的液压油缸相连，计算机控制系统与液压系统相连，其特征在于该装置还设置有激光检测系统，激光检测系统的入射机构安装在动模一侧，接受机构安装在动模的另一侧，激光检测系统所对应的动模型腔部位为光透型。由于本发明设置了激光检测系统，可实现在生产制品的同时对聚合物凝聚态结构变化的全过程进行分层的在线检测，因而可用来研究聚合物在外力场中凝聚态结构和性能变换的关系。
文档编号B29C45/00GK101549540SQ200910059220
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者李忠明, 申开智, 聪 邓 申请人:四川大学