专利名称：高黏度聚合物定伸应力试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应力测试装置，特别涉及高黏度聚合物定伸应力试验机。
背景技术：
在塑料加工中，聚合物材料的熔体流动速率是用来衡量聚合物熔体黏度特性的一 个重要指标。所谓熔体流动速率(MFR)是指热塑性塑料熔体在一定的温、压力下，在10分 钟内通过标准毛细管的质量，单位g/10min。对于同种高聚物，可用熔体流动速率来比较其 分子量的大小，并可作为生产指标。一般来讲，同一类的高聚物(化学结构相同)若熔体流 动速率变小，则其分子量增大，机械强度较高；但其流动性变差，加工性能低；熔体流动速 率变大，则分子量减小，强度有所下降，但流动性变好。通过测定聚合物的流动速率，可以研究聚合物的结构因素。对材料的选择和成型 工艺条件的确定有其重要的实用价值，工业生产中采用十分广泛。对于聚合物流动速率的 测定的方法是采用国家标准GB/T3682-2000中规定的方法，但该方法也有局限性，对于黏 度极高的材料(如PE-UHMW)，其分子量极高，无法测定它的熔体流动速率，因为这种材料熔 体质量流动速率通常小于0. lg/lOmin，测定难度相当之大。目前，只能通过测定这种材料在 加热油浴中的定伸应力来表征聚合物的熔体黏度特性。目前，还未见有这种条件下测定聚 合物材料定伸应力的试验机。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供专用于测定高黏度聚合物熔体定伸应力 的试验机，该试验机结构合理，可一次获得多个数据，检测快速，且使用简便，结果准确。为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是，一种高黏度聚合物定伸 应力试验机，包括试样架升降系统1，试样夹持系统2，制动系统3和恒温控制系统4 ；所述 试样夹持系统2包括试样夹持框架21、夹持装置22和砝码23，所述试样夹持框架的上横梁 24两端分别与所述试样架升降系统连接，所述试样夹持框架的下横梁25均勻设置有两组 以上所述夹持装置22，所述砝码23连接在夹持装置22下端；所述制动系统3包括一横梁 31、一托板32和两套直线轴承33和导柱34、所述横梁31和托板32之间通过两根弹簧拉杆 35连接，所述直线轴承和导柱与所述试样夹持框架的两纵梁38连接；所述恒温控制系统4 包括介质箱体41，介质箱体内设置加热装置42 ；所述试样架升降系统2设置在所述介质箱 体41上方。其中，所述试样架升降系统包括电机11，传动系统12和两组丝杠13构成，所述电 机11通过传动系统12连接丝杠13。所述试样夹持框架21的上横梁24两端分别与所述丝 杠13连接。所述介质箱体内设置三块将介质箱体分为加热区和测定区的导流孔板411，加 热装置42设置在所述加热区底部，加热区两侧设置搅拌装置412，所述介质箱体内容置有 加热油。所述加热装置42为加热棒。所述试验机还包括测量系统5，所述测量系统包括一 轻质长杆51，所述轻质长杆顶端固定有一挡片52，所述试样夹持系统上部设置一光电传感器53，所述轻质长杆51设置在所述夹持装置22上。所述试验机还包括电气控制系统，所 述电气控制系统包括PLC可编程控制器和温度控制模块，所述PLC可编程器与试样架升降 系统，试样夹持系统和制动系统连接，所述温度控制模块与恒温控制系统连接。所述夹持装 置22包括两组上下对称设置的夹具组件，每组夹具组件包括夹具夹221，夹具体222和插板 223，所述夹具夹具有T型槽2211，所述夹具体和插板恰能容置于夹具夹的T型槽内，所述 夹具体一端具有孔2221，其中间具有开口的中空部2222，该中空部与待检测试样的形状匹 配，所述插板一端具有凸部2231，当插板置于夹具夹内时，该凸部与夹具夹的端部限位。所 述砝码23悬挂在所述夹具体222的孔2221上，所述夹具体222通过孔2221悬挂在所述下 横梁25上。所述弹簧拉杆35与横梁通过一电磁铁36和拉头37连接。本实用新型所能达到的有益效果是1、本实用新型高黏度聚合物熔体定伸应力试验机包括多组夹持装置，可根据需 要，一次测试多个数据，检测快速；2、本实用新型高黏度聚合物熔体定伸应力试验机的夹持装置的夹具结构简单，可 实现快速装卸试样，可以节省试验时间；3、本实用新型高黏度聚合物熔体定伸应力试验机通过光电传感器控制试样伸长， 控制更为精确，结果更为可靠；4、本实用新型高黏度聚合物熔体定伸应力试验机介质箱体内安装导流孔板，控制 介质对试样的扰流干扰，提供结果的准确度；5、本实用新型高黏度聚合物熔体定伸应力试验机整体设计合理，结构简单，试验 精度闻。
图1为本实用新型实施例高黏度聚合物定伸应力试验机结构示意图；图2为本实用新型实施例高黏度聚合物定伸应力试验机原理示意图；图3-图4为本实用新型实施例的夹具夹示意图；图5为本实用新型实施例的夹具体示意图；图6-图7本实用新型实施例的插板示意图；图8为本实用新型实施例的夹持装置组合示意图。图中标号说明试样架升降系统-1;电机-11;传动系统-12;丝杠-13;试样夹持系统-2 ;试样夹持框架-21;夹持装置-22 ;砝码-23;上横梁-24 ；下横梁-25 ；夹具夹-221 ；夹具体-222 ；插板-223 ；T 型槽-2211;孔-2221;中空部-2222 ；凸部-2231 ；制动系统-3;横梁-31;托板-32;直线轴承_33 ；导柱_34 ；弹簧拉杆-35;电磁铁-36;拉头-37 ；纵梁-38 ；恒温控制系统-4 ；介质箱体-41 ；孔板-411 ；加热装置_42 ；搅拌装置-412 ；测量系统-5 ；轻质长杆-51 ；挡片-52 ；光电传感器_53 ；试样-6。
具体实施方式
参阅图1-2，本实用新型实施例高黏度聚合物定伸应力试验机示意图。本实用新型高黏度聚合物定伸应力试验机包括试样架升降系统1、试样夹持系统 2、制动系统3、恒温控制系统4、测量系统5和电气控制系统。所述试样架升降系统1包括电机11，传动系统12和两组丝杠13构成，所述电机 11通过传动系统12连接丝杠13，其中传动系统为齿轮传动系统。所述试样夹持系统2包括试样夹持框架21、夹持装置22和砝码23，所述试样夹持 框架的上横梁24两端分别与所述试样架升降系统1的丝杠13连接，所述试样夹持框架的 下横梁25上均勻设置有六组所述夹持装置22，所述砝码23设置在夹持装置22下端。进一步参阅图3-图7，所述夹持装置22包括两组上下对称设置的夹具组件，每组 夹具组件包括夹具夹221，夹具体222和插板223，所述夹具夹的截面为T型槽2211，所述夹 具体和插板恰能容置于夹具夹的T型槽内，所述夹具体一端具有孔2221，其中间具有开口 的中空部2222，所述插板223 —端具有凸部2231，当插板223置于夹具夹内时，该凸部2231 与夹具夹的端部限位。两组夹持组件相隔一定距离对称设置，其两中空部2222，大致组成中 间逐渐收缩的 铃型。利用所述夹持装置22对试样6进行装卡时，首先将夹具体222置于 夹具夹内，再将一哑铃型试样卡于夹具体的中空部2222内，再将插板223插入夹具夹221 内即可完成试样的卡装，非常方便快捷。且该夹持装置对试样正面不会产生附加夹紧力，减 小对检测的影响。通过上夹具体的孔2221，所述夹持装置22悬挂在下横梁25上设置的挂 钩，通过下夹具体的孔2221，所述砝码23悬挂在夹持装置上。所述制动系统包括一横梁31、一托板32和一套直线轴承33和导柱34、所述横梁 31和托板32之间通过两根弹簧拉杆35连接，所述拉杆35与横梁31通过一电磁铁36和 拉头37连接，所述横梁31通过直线轴承33和导柱34与所述试样夹持框架的两纵梁38连 接；所述恒温控制系统包括介质箱体41和温度控制装置，所述介质为甲基硅油，所述 介质箱体内设置三块导流孔板411，将介质箱体分为加热区和测定区，加热装置42为加热 管设置在所述加热区底部，介质箱体41两侧的加热区设置搅拌装置412，以使介质箱体内 传热均勻。设置孔板的目的是防止搅拌甲基硅油产生的扰动对测定的影响。所述测量系统5包括一轻质长杆51，所述轻质长杆51顶端固定有一挡片52，所述 上横梁顶部设置一与挡片相应的光电传感器53，所述轻质长杆51固定在所述夹持装置22 的顶端。所述电气控制系统包括PLC可编程控制器和温度控制块，所述PLC可编程器控制 试样架升降系统，试样夹持系统和制动系统连接，所述温度控制块控制恒温控制系统。以下是利用本实用新型的试验机对高黏度聚合物试样的定伸应力进行检测的过程。1、首先按照国家标准如夹具体的中空部的 铃型在同一个试片上冲切出6个试样。2、测量并记录6个试样中每个试样平行部分的宽度和厚度，精确至0. 02mm。3、向介质箱体中注入甲基硅油，温度控制模块控制加热棒加热，并开启搅拌器，使甲基硅油升温至150 士 2)°C。4、将六个试样按到夹具体的中空部，再插上插板，将夹持装置通过所述孔挂在下 横梁上，并将所述规定质量的砝码挂在夹持装置上，同时利用制动装置的托板使试样暂时 不受负荷，将试样和负荷装置一同放入图1所示的介质箱体中，确保负荷装置底部距多孔 板底部> 90mm。5、试样放入油浴中5min以后，将托板通过拉头松开横梁上的控制杆，制动装置的 横梁通过拉杆带动托板下落，下落到底部前由弹簧缓冲停止。由于托板在下落时是在油中， 也起到相当的缓冲作用，所以制动装置托板的下落不会产生较大的冲击。6、托板松开的瞬间，砝码拉动试样伸长，计时开始，长杆随着砝码的拉长下落而下 落，在砝码恰好下落90mm时，长杆上部固定的铁板遮挡住光电探测头，光电传感器发出信 号，控制计时停止，试验完成，进行数据处理。综上所陈，仅为本实用新型之一较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施 之范围。即凡依本实用新型申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆为本实用新型专利范 围所涵盖。
权利要求一种高黏度聚合物定伸应力试验机，包括试样架升降系统(1)，试样夹持系统(2)，制动系统(3)和恒温控制系统(4)；其特征在于，所述试样夹持系统(2)包括试样夹持框架(2 1)、夹持装置(22)和砝码(23)，所述试样夹持框架的上横梁(24)两端分别与所述试样架升降系统连接，所述试样夹持框架的下横梁(25)均匀设置有两组以上所述夹持装置(22)，所述砝码(23)连接在夹持装置(22)下端；所述制动系统(3)包括一横梁(3 1)、一托板(32)和两套直线轴承(33)和导柱(34)、所述横梁(3 1)和托板(32)之间通过两根弹簧拉杆(35)连接，所述直线轴承和导柱与所述试样夹持框架的两纵梁(38)连接；所述恒温控制系统(4)包括介质箱体(41)，介质箱体内设置加热装置(42)；所述试样架升降系统(2)设置在所述介质箱体(41)上方。
2.根据权利要求1所述的高黏度聚合物定伸应力试验机，其特征在于，所述试样架升 降系统包括电机(11)，传动系统(12)和两组丝杠(13)构成，所述电机(11)通过传动系统 (12)连接丝杠(13)。
3.根据权利要求2所述的高黏度聚合物定伸应力试验机，其特征在于，所述试样夹持 框架(21)的上横梁(24)两端分别与所述丝杠(13)连接。
4.根据权利要求1所述的高黏度聚合物定伸应力试验机，其特征在于，所述介质箱体 内设置三块将介质箱体分为加热区和测定区的导流孔板(411)，加热装置(42)设置在所述 加热区底部，加热区两侧设置搅拌装置(412)，所述介质箱体内容置有加热油。
5.根据权利要求1或4所述的高黏度聚合物定伸应力试验机，其特征在于，所述加热装 置(42)为加热棒。
6.根据权利要求1所述的高黏度聚合物定伸应力试验机，其特征在于，所述试验机还 包括测量系统(5)，所述测量系统包括一轻质长杆(51)，所述轻质长杆顶端固定有一挡片 (52)，所述试样夹持系统上部设置一光电传感器(53)，所述轻质长杆(51)设置在所述夹持 装置(22)上。
7.根据权利要求1所述的高黏度聚合物定伸应力试验机，其特征在于，所述试验机还 包括电气控制系统，所述电气控制系统包括PLC可编程控制器和温度控制模块，所述PLC可 编程器与试样架升降系统，试样夹持系统和制动系统连接，所述温度控制模块与恒温控制 系统连接。
8.根据权利要求1所述的高黏度聚合物定伸应力试验机，其特征在于，所述夹持装置 (22)包括两组上下对称设置的夹具组件，每组夹具组件包括夹具夹(221)，夹具体(222)和 插板(223)，所述夹具夹具有T型槽(2211)，所述夹具体和插板恰能容置于夹具夹的T型槽 内，所述夹具体一端具有孔(2221)，其中间具有开口的中空部(2222)，该中空部与待检测 试样的形状匹配，所述插板一端具有凸部(2231)，当插板置于夹具夹内时，该凸部与夹具夹 的端部限位。
9.根据权利要求8所述的高黏度聚合物定伸应力试验机，其特征在于，所述砝码(23) 悬挂在所述夹具体(222)的孔(2221)上，所述夹具体(222)通过孔(2221)悬挂在所述下 横梁(25)上。
10.根据权利要求1所述的高黏度聚合物定伸应力试验机，其特征在于，所述弹簧拉杆 (35)与横梁通过一电磁铁(36)和拉头(37)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种高黏度聚合物定伸应力试验机，包括试样架升降系统，试样夹持系统，制动系统和恒温控制系统；所述试样夹持系统包括试样夹持框架、夹持装置和砝码，所述试样夹持框架的上横梁两端分别与所述试样架升降系统连接，所述试样夹持框架的下横梁均匀设置有四组以上所述夹持装置，所述砝码连接在夹持装置下端；所述制动系统包括一横梁、一托板和两套直线轴承和导柱、所述横梁和托板之间通过两根弹簧拉杆连接，所述直线轴承和导柱与所述试样夹持框架的两纵梁连接；所述恒温控制系统包括介质箱体，介质箱体内设置加热装置；所述试样架升降系统设置在所述介质箱体上方。该试验机结构合理，检测快速，使用简便，结果准确。
文档编号G01N3/04GK201653818SQ20102916600
公开日2010年11月24日 申请日期2010年2月3日 优先权日2010年2月3日
发明者刘琪, 刘 英, 胡晶石, 邴涓林, 陶俭 申请人:中国石油化工股份有限公司