高分子材料性能测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高分子材料性能测试装置及方法，该装置包括测试箱体、加热器和热力学性能测试机构，测试箱体，包括本体，所述本体设置有体积可调节的腔体，所述腔体设有用于放置待测高分子材料的侧开口，所述腔体内设有所述加热器；热力学性能测试机构，包括传动机构、活塞、力传感器、位移传感器和温度传感器，所述温度传感器设置在所述腔体内，所述活塞的一端设有所述力传感器，且所述活塞的一端与所述传动机构连接，所述活塞的另一端设有所述位移传感器，且所述活塞的另一端通过所述侧开口插入所述腔体与所述腔体形成密闭，所述传动机构带动所述活塞沿垂直于所述侧开口方向运动。本发明专利技术，能够一次进行多项热力学性能测试，提高效率，成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
高分子材料性能测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种高分子材料性能测试装置及方法。

技术介绍

[0002]高分子材料是日常生活中所使用最为广泛的材料，各类商品制件对于材料的成型加工和力学性能要求较高，尤其是在注塑成型加工中，材料的温度、压力、线性膨胀系数、压缩等热力学性能影响着加工过程中的成型工艺，以及制品的表面质量和尺寸精度等方面问题。
[0003]目前，没有对高分子材料同时进行多项热力学性能测试的装置，只能进行单独的热学或者力学性能测试，且进行单独热学或者力学性能测试的装置结构复杂，各项性能测试装置的测试腔体尺寸固定，无法适应不同测试尺寸需求，需要额外定制不同大小尺寸的测试腔体，通用性差，成本高。同时，各项性能测试之间无法相互关联，导致每次都需要进行测试样品制样，成本高，效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高分子材料性能测试装置及方法，能够对高分子材料进行PVT测试、线性膨胀系数测试、压缩机械性能测试和压缩蠕变性能测试多项热力学性能测试，提高效率，结构简单，成本低。
[0005]本专利技术的技术方案提供一种高分子材料性能测试装置，包括：测试箱体、加热器和热力学性能测试机构，
[0006]测试箱体，包括本体，所述本体设置有体积可调节的腔体，所述腔体设有用于放置待测高分子材料的侧开口，所述腔体内设有所述加热器；
[0007]热力学性能测试机构，包括传动机构、活塞、力传感器、位移传感器和温度传感器，所述温度传感器设置在所述腔体内，所述活塞的一端设有所述力传感器，且所述活塞的一端与所述传动机构连接，所述活塞的另一端设有所述位移传感器，且所述活塞的另一端通过所述侧开口插入所述腔体与所述腔体形成密闭，所述传动机构带动所述活塞沿垂直于所述侧开口方向运动。
[0008]进一步的，所述传动机构包括电机和丝杆，所述丝杆的一端与所述电机转动连接，所述丝杆的另一端与所述活塞滑动连接，所述丝杆与所述活塞的连接处设有所述力传感器，所述电机通过所述丝杆带动所述活塞沿垂直于所述侧开口方向运动。
[0009]进一步的，所述传动机构还包括固定座和滑块，所述滑块上设有通孔，所述丝杆的另一端穿过所述通孔与所述固定座连接，所述活塞的一端与所述滑块连接，所述电机通过所述丝杆和所述滑块带动所述活塞沿垂直于所述侧开口方向运动。
[0010]进一步的，所述本体包括盖板、前侧板、后侧板、立侧板和底板，所述盖板、所述前侧板、所述后侧板、所述立侧板和所述底板围合形成所述腔体。
[0011]进一步的，还包括控制器，所述控制器分别与所述加热器、所述力传感器、所述位移传感器和所述温度传感器通信连接。
[0012]本专利技术的技术方案还提供一种采用如前所述的高分子材料性能测试装置的高分子材料性能测试方法，包括：
[0013]步骤A：将待测高分子材料放置在所述腔体；
[0014]步骤B：控制所述加热器对所述腔体进行加热，直至所述待测高分子材料熔融；
[0015]步骤C：控制所述活塞沿朝向垂直于所述腔体的所述侧开口方向运动，压实所述待测高分子材料，得到待测试样品；
[0016]步骤D：控制所述热力学性能测试机构对所述待测试样品进行热力学性能测试，所述热力学性能测试包括压力
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体积
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温度测试、线性膨胀系数测试、压缩机械性能测试和压缩蠕变性能测试。
[0017]进一步的，所述步骤D，包括：
[0018]步骤11：控制所述加热器对所述腔体加热至第一预设初始温度后进行恒温；
[0019]步骤12：控制所述电机使所述活塞以第一预设压力挤压所述待测试样品；
[0020]步骤13：控制所述加热器以第一预设温度进行降温，获取对应的第一位移，形成第一子压力
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体积
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温度曲线；
[0021]步骤14：以若干第二预设压力和第二预设温度重复所述步骤12
‑
所述步骤13，形成若干第二子压力
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体积
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温度曲线；
[0022]步骤15：根据所述第一子压力
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体积
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温度曲线和所述第二子压力
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体积
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温度曲线，得到所述待测高分子材料的目标压力
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体积
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温度曲线。
[0023]进一步的，所述步骤D，包括：
[0024]步骤21：控制所述加热器对所述腔体加热至第二预设初始温度；
[0025]步骤22：增大所述腔体的体积；
[0026]步骤23：控制所述电机使所述活塞的端头与所述待测试样品接触；
[0027]步骤24：控制所述加热器以预设温度范围对所述腔体进行降温，获取多个第三预设温度对应的第二位移，所述第三预设温度位于所述预设温度范围内；
[0028]步骤25：根据多个所述第二位移计算出对应的所述待测高分子材料的线性膨胀系数。
[0029]进一步的，所述步骤D，包括：
[0030]步骤31：控制所述加热器对所述腔体加热至第三预设初始温度后恒温；
[0031]步骤32：测量所述腔体的截面积和断面边长；
[0032]步骤33：增大所述腔体的体积；
[0033]步骤34：控制所述电机使所述活塞挤压所述待测试样品，并获取所述活塞的第一压力和第三位移；
[0034]步骤35：根据所述第一压力和所述截面积计算出所述待测试样品的第一应力，并根据所述第三位移和所述断面边长计算出所述待测试样品的第一应变；
[0035]步骤36：以若干第四预设初始温度重复所述步骤31
‑
所述步骤35，得到若干与所述第四预设初始温度对应的第二应力和第二应变；
[0036]步骤37：根据所述第一应力、所述第一应变、所述第二应力和所述第二应变得到所
述待测高分子材料的应力
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应变曲线。
[0037]进一步的，所述步骤D，包括：
[0038]步骤41：控制所述加热器对所述腔体加热至第四预设初始温度后恒温；
[0039]步骤42：测量所述腔体的截面积和断面边长；
[0040]步骤43：增大所述腔体的体积；
[0041]步骤44：控制所述电机使所述活塞以预设压力挤压所述待测试样品；
[0042]步骤45：以预设间隔周期获取所述活塞的第四位移；
[0043]步骤46：根据所述预设间隔周期和所述第四位移，得到所述待测高分子材料的时间
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位移压缩蠕变曲线。
[0044]采用上述技术方案后，具有如下有益效果：通过在测试箱体内设置加热器，测试时，控制加热器对测试箱体进行加热，使待测高分子材料处于不同状态，并通过热力学性能测试机构对待测高分子材料进行不同温度下的PVT测试、线性膨胀系数测试、压缩机械性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分子材料性能测试装置，其特征在于，包括：测试箱体、加热器和热力学性能测试机构，测试箱体，包括本体，所述本体设置有体积可调节的腔体，所述腔体设有用于放置待测高分子材料的侧开口，所述腔体内设有所述加热器；热力学性能测试机构，包括传动机构、活塞、力传感器、位移传感器和温度传感器，所述温度传感器设置在所述腔体内，所述活塞的一端设有所述力传感器，且所述活塞的一端与所述传动机构连接，所述活塞的另一端设有所述位移传感器，且所述活塞的另一端通过所述侧开口插入所述腔体与所述腔体形成密闭，所述传动机构带动所述活塞沿垂直于所述侧开口方向运动。2.如权利要求1所述的高分子材料性能测试装置，其特征在于，所述传动机构包括电机和丝杆，所述丝杆的一端与所述电机转动连接，所述丝杆的另一端与所述活塞滑动连接，所述丝杆与所述活塞的连接处设有所述力传感器，所述电机通过所述丝杆带动所述活塞沿垂直于所述侧开口方向运动。3.如权利要求2所述的高分子材料性能测试装置，其特征在于，所述传动机构还包括固定座和滑块，所述滑块上设有通孔，所述丝杆的另一端穿过所述通孔与所述固定座连接，所述活塞的一端与所述滑块连接，所述电机通过所述丝杆和所述滑块带动所述活塞沿垂直于所述侧开口方向运动。4.如权利要求1所述的高分子材料性能测试装置，其特征在于，所述本体包括盖板、前侧板、后侧板、立侧板和底板，所述盖板、所述前侧板、所述后侧板、所述立侧板和所述底板围合形成所述腔体。5.如权利要求1
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4任一项所述的高分子材料性能测试装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述加热器、所述力传感器、所述位移传感器和所述温度传感器通信连接。6.一种采用如权利要求1
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5任一项所述的高分子材料性能测试装置的高分子材料性能测试方法，其特征在于，包括：步骤A：将待测高分子材料放置在所述腔体；步骤B：控制所述加热器对所述腔体进行加热，直至所述待测高分子材料熔融；步骤C：控制所述活塞沿朝向垂直于所述腔体的所述侧开口方向运动，压实所述待测高分子材料，得到待测试样品；步骤D：控制所述热力学性能测试机构对所述待测试样品进行热力学性能测试，所述热力学性能测试包括压力
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体积
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温度测试、线性膨胀系数测试、压缩机械性能测试和压缩蠕变性能测试。7.如权利要求6所述的高分子材料性能测试方法，其特征在于，所述步骤D，包括：步骤11：控制所述加热器对所述腔体加热至第一预设初始温度后进行恒温；步骤12：控制所述电机使所述活塞以第一预设压力挤压所述待测试样品；步骤13：控制所述加热器以第一预设温...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明哲，唐晓楠，姬国华，吴家慧，郑元俭，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：