一种用于环氧树脂基凝胶制备过程中超声波监测的装置和方法，它包括凝胶制备反应器上的超声波发射源、超声波发射和接收装置、功率放大装置、信号采集装置、信号处理装置，发射并接收通过凝胶反应器的超声波信号，选取超声波信号的频率ｆ、振幅Ａ、能量Ｅ、声速Ｖ或者四者之间的组合参数作为超声波特征值，由特征值的变化分析凝胶制备反应过程中凝胶生成过程、相分离点形成过程和反应程度，并根据分析结果进行相分离点的控制。从而解决了环氧树脂基凝胶制备过程中相分离点难以控制的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种环氧树脂基凝胶制备过程中超声波监测的装置和相关监测方法， 可以用于聚合物凝胶多孔材料的制备过程中超声波监测，尤其涉及环氧树脂基微/纳孔 凝胶的制备过程中相分离点的声波监测。
技术介绍
近年来，聚合物微孔材料的制备技术得到了长足发展，已经开发出多种能够在聚合 物基体中产生微观孔洞的成型工艺和方法，如相分离法、拉伸法、核径迹法、烧结法、 热分解法、悬浮聚合法、大分子结构模板法、胶态晶体模板法、微发泡技术等等，采用 这些方法制备的材料由于其特殊的微观孔结构，在很多领域具有非常重要的应用，包括 绝缘隔热材料、包装材料、控制释放材料、骨骼替代材料、色谱整体柱材料等方面，成 为很多领域不可或缺的重要功能性材料。中国专利CN200510061580.6提供了一种环氧 树脂基微米至纳米级孔的凝胶的制备方法，它具有制备条件简单温和，孔径可调，可重 复性好，绿色环保等的特点。由于这是一种介于溶液聚合与沉淀聚合之间的新的聚合方式，既具有有相分离现 象，又不能有沉淀产生，因此，如何通过有效的监测方法寻找相分离点，控制相分离程 度成为是制备的关键。相分离过程实际上是介质的非均一化过程，在高分子稀溶液中，聚合物链的运动通 常采用光散射的方法进行研究，但是在浓溶液中，特别是在有明显相分离的情况下，光 的散射过分强烈，以至于无法透过；另一方面，光散射方法对外界的干扰什么敏感，容 易造成极大的误差，因此，光散射方法就不适合于研究聚合过程中的相分离行为。超声波跟踪是近年来发展起来的一种新的非接触性探测技术，它具有方便快捷、安 全环保、适应性强、灵敏度高和成本低廉的特点，目前已经被用于某些化工过程的在线 监控，例如，原油管道输送的油品特性监测等。但是未见在涉及化学反应的相分离过程中进行超声波监测应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的首要技术问题是针对现有
技术介绍
而提供一种环氧树脂基凝胶 制备过程中超声波监测的装置,其使用方便快捷，安全环保，适应性强，灵敏度高和成 本低廉优点，可以在线监测聚合物凝胶多孔材料的制备过程，通过超声波在介质传播中 发生的超声波信号参数的变化规律，实现聚合物凝胶多孔材料在制备过程中相分离的在 线监测，为从科学的原理上指导相分离聚合过程的外部控制奠定理论基础。本专利技术所要解决的另一个技术问题是针对现有
技术介绍
而提供一种环氧树脂基凝 胶制备过程中超声波监测的方法，其使用方便快捷，安全环保，适应性强，灵敏度高和 成本低廉优点，可以在线监测聚合物凝胶多孔材料的制备过程，通过超声波在介质传播 中发生的超声波信号参数的变化规律，实现聚合物凝胶多孔材料在制备过程中相分离的 在线监测，为从科学的原理上指导相分离聚合过程的外部控制奠定理论基础。本专利技术解决上述首要技术问题所采用的技术方案为 一种环氧树脂基凝胶制备过程 中超声波监测的装置，其特征在于它包括超声波发射装置、超声波接收装置、信号采集 装置、信号处理装置，其中超声波发射装置和超声波接收装置至少位于分子反应器的附 近并相互配合，使超声波接收装置接收到超声波发射装置发出的并透过分子反应器的超 声波信号，超声波接收装置将信号输出连接到信号采集装置，信号采集装置输出相关信 号输送连接到信号处理装置。作为改进，所述的超声波接收装置将信号输出经过功率放大装置进行放大，再连接 到信号采集装置，以提高装置的灵敏性，防止信号衰减。进一步改进，所述的超声波发射装置、超声波接收装置设置在分子反应器壁面处， 并做成收发一体式的，便于在实际过程中应用。进一步改进，所述的超声波发射装置和超声波接收装置带有一个或多个超声波传感 器，以扩大使用范围。优选，所述的超声波发射装置和超声波接收装置其超声波信号的发射和接收频率范围为20kHz 20MHz。超声波信号的发射和接收频率最佳范围为100kHz 5MHz。本专利技术解决上述另一个技术问题所采用的技术方案为 一种环氧树脂基凝胶制备过 程中超声波监测的方法，其特征在于-装置为包括超声波发射装置、超声波接收装置、信号釆集装置、信号处理装置，其 中超声波发射装置和超声波接收装置至少位于分子反应器的附近并相互配合，使超声波 接收装置接收到超声波发射装置发出的并透过分子反应器的超声波信号，超声波接收装 置将信号输出连接到信号采集装置，信号采集装置输出相关信号输送连接到信号处理装 置；测试步骤依次为a、 通过调节超声波发射装置，向凝胶制备反应器内部发射频率为/，功率为^的 超声波；b、 超声波接收装置接收凝胶制备反应器反应过程中超声波信号的变化；c、 信号处理装置分析接收到的超声波发射信号，选取超声波信号的频率/、振幅A 能量&声速F或者四者之间的组合参数作为超声波特征值；d、 通过超声波特征值的变化在线监测环氧树脂基凝胶制备过程。有益的是，所述的超声波特征值的变化在线监测环氧树脂基凝胶制备过程特别是指 相分离点形成过程。非常有益的是，所述的监测是通过凝胶制备过程中超声波信号的频率/、振幅A 能量&声速F的变化定性分析凝胶制备反应过程中凝胶生成过程、相分离点形成过程 和反应程度。非常有益的是，所述的监测是通过凝胶制备过程中超声波信号的频率/、振幅A 能量A声速F的变化以及四者之间的组合特征值的变化规律定量分析凝胶制备反应过 程中凝胶生成过程、相分离点形成过程和反应程度，并根据分析结果进行相分离点的控制。最后，所述的凝胶制备过程为先将环氧树脂与胺类以一定的重量比在聚乙二醇介质中溶解，得到澄清溶液，然后在45-60。C温度下聚合4小时以上，溶液粘度不断增大， 逐渐出现相分离现象，形成白色凝胶，最后固化成块，将固体放入水中，聚乙二醇溶解 并得以除去，形成了微米至纳米级孔型凝胶。与现有技术相比，本专利技术优点在于提出了一种超声波监测环氧树脂基凝胶制备反应器的装置和方法，首次尝试应用现代高速声波跟踪的方法原位在线监测聚合反应中的 相分离过程，通过超声波在介质传播中发生的超声波信号的频率/、振幅力、能量A 声速K的变化以及四者之间的组合特征值的变化规律，实现相分离过程的在线监测，从 科学的原理上指导相分离聚合过程的外部控制。实际使用情况证明本专利技术具有敏感、安 全环保、简易快捷等特点，在实践中对凝胶反应器内部信息(凝胶生成过程、相分离点 形成过程和反应程度等)能及时准确的在线分析，并通过分析结果对相分离聚合过程实 现外部控制，具有重要的实用价值。具体地阐述，本专利技术的装置和技术与现有的装置技术相比有如下一些优点1) 对于相分离过程的监测非常灵敏，能够随着反应系统的变化在特征量出现较大 变化甚至突变，并且对这些变化存在空间或时间上的高敏感性。2) 超声波监测装置是非插入式的，安装时候只要直接固定于凝胶制备反应器壁面上就可以了，简易方便，因此不会影响凝胶制备反应器内部的流场，对系统内部的流动 和反应不会造成影响。3) 是一种安全、绿色环保的方法，对人体无害。4) 更为主要的是超声波信号能很好地替代现有的光散射监测方法，是因为其具有 对环境依赖性小的特点，受外部的干扰小。附图说明图1是本专利技术使用的环氧树脂基凝胶制备过程的反应装置；图2a是本专利技术使用的环氧树脂基凝胶制备过程的超声波监测装置；图2b是本专利技术使用的环氧树脂基凝胶制备过程的超声波监测装置；图3是运用本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环氧树脂基凝胶制备过程中超声波监测的装置，其特征在于它包括超声波发射装置（１）、超声波接收装置（２）、信号采集装置（４）、信号处理装置（５），其中超声波发射装置（１）和超声波接收装置（２）至少位于分子反应器的附近并相互配合，使超声波接收装置（２）接收到超声波发射装置（１）发出的并透过分子反应器的超声波信号，超声波接收装置（２）将信号输出连接到信号采集装置（４），信号采集装置（４）输出相关信号输送连接到信号处理装置（５）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：侯琳熙，王邃，干宁，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]
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