【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种与x射线联用的高分子成膜装置及其实验方法。
技术介绍
1、偏光膜用pva光学基膜作为终端显示技术的重要组成部分，其均匀性、拉伸性仍无法完全满足如车载等高端显示的使用要求。
2、pva光学膜的加工主要采用pva水溶液流延成膜的方法，在成膜过程中，溶剂快速挥发，浓度逐渐改变，pva溶液发生从水溶液到水凝胶再到薄膜的转变，整个过程是一个在温度、湿度及风速等外场作用下多尺度结构快速演化过程，涉及溶液相分离、结晶、凝胶化等科学问题。研究成膜过程中pva溶液在温度与浓度场下相结构、晶体等结构的演化机理，对理解pva水溶液溶剂挥发时的非平衡物理过程至关重要，也是提高pva光学基膜均匀性及拉伸性需要解决的重要问题。为快速、有效地解决这些关键问题，目前急需研制能与x射线散射联用，模拟高分子溶液流延成膜过程的实验装置。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出一种与x射线联用的高分子成膜装置，以及相应的实验方法，能够与x射线联用，模拟高分子溶液流延成膜过程，可以针对不同的高分子材料进行参数设计，对揭示高分子溶液成膜过程的基础科学问题及指导高性能高分子产品的开发具有一定的意义。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种与x射线联用的高分子成膜装置，包括：
4、样品腔，腔内作为成膜空间；
5、成膜单元，包括竖向之间留有间隙的口模与成膜基板，通过口模接收高分子溶液并经口模出口挤出至下方的成膜基板上板面
6、x射线单元，包括按照x射线出射路径相应设置并作为x射线入口的通光孔以及作为x射线出口的通光口，所述通光孔与通光口处均设有通光窗片，通光孔开设在成膜基板上，设置在成膜区域处并居中，相应的通光窗片贴设在成膜基板的上板面上，x射线经通光孔射入，照射成膜基板上板面上的高分子溶液，自通光口射出；
7、温湿度及风速调节单元，用于为成膜基板上所接收高分子溶液的挥发成膜提供可调控的风场条件，所述风场条件包括成膜空间的环境温度值、湿度值及风速值。
8、本专利技术的结构特点也在于：
9、所述样品腔腔顶由顶盖可拆卸地封装，顶盖上开设所述通光口，并预留供口模进口外露的口模穿孔。
10、所述成膜单元中：口模于口模进口通过管路与高压溶解釜相接，接收来自高压溶解釜输出的高分子溶液，经口模出口挤出至成膜基板上，所述口模出口为矩形，形成高分子溶液的片状挤出；
11、用于驱动成膜基板的驱动单元设置为，由伺服电机提供驱动力，经减速机减速，以减速机输出轴作为动力输出轴，依靠动力输出轴的回转经直线位移机构带动成膜基板沿x向作水平直线位移，所述伺服电机由电机控制系统控制，所述电机控制系统包括运动控制器与电机驱动器，所述成膜基板的位移速度通过电机控制系统连续可调。
12、所述直线位移机构为滚珠丝杠副，由伺服电机驱动，经减速机减速后，带动丝杠回转。
13、所述驱动单元为直线模组，由伺服电机经减速器减速后提供驱动力。
14、所述x射线单元中：x射线自x射线发生装置出射，经通光口射出后由探测器接收，经图像处理器与图像显示器处理与显示。
15、所述通光窗片为聚酰亚胺膜材质。
16、所述温湿度及风速调节单元包括：
17、成膜基板温度调节单元，用于成膜基板上板面温度的调控；成膜基板内部中空，用于循环液流通，并在其中一侧板端分别开设循环液进口与循环液出口，用于接收外部输入的循环液以及循环液向外部的输出，循环液流通通道均匀分布、所在区域范围覆盖成膜基板整个上板面区域，所述成膜基板温度调节单元还配置有循环液温度传感器，用于循环液温度的检测；
18、成膜空间温度调节单元，设置多组加热棒，用于对样品腔内的加热，多组加热棒环绕样品腔均匀分布，并设置温度传感器与温度控制器，所述温度传感器用于实时检测成膜空间的环境温度值并反馈至控制系统；
19、成膜空间风速调节单元，为设置在样品腔上的排风扇，用于成膜空间内空气与外部的流通，接入控制系统，转动频率通过控制系统连续可调；
20、成膜空间湿度调节单元，外部具有设定湿度的气体经样品腔上的进气孔通入成膜空间内，所述成膜空间湿度调节单元还配置有湿度传感器，用于成膜空间内环境湿度值的检测；
21、控制系统，用于对接收到的实时环境温度值与预设环境温度值进行分析比对，依据比对结果通过温度控制器控制调节加热棒的加热功率，以及用于接收实时环境湿度值，作为对通入进气孔的气体湿度调控的依据，和用于接收实时循环液温度值，作为对外部输入循环液液温调控的依据，还用于排风扇转动频率的调控。
22、所述样品腔侧壁为中空结构，内部形成有气体通道，所述气体通道一端与所述进气孔相通，另一端通过多孔板的各出气孔与成膜空间相通，所述多孔板上各出气孔的出气方向顺着y向并朝向成膜基板，各出气孔在多孔板上均匀分布。
23、本专利技术还提出了一种与x射线联用以模拟高分子溶液流延成膜过程的实验方法，利用上述与x射线联用的高分子成膜装置实施，包括以下步骤：
24、步骤1、将口模通过管路与高压溶解釜相接，封装样品腔；
25、步骤2、通过控制系统调控驱动单元的运动参数，使成膜基板的移动满足预设位移速度值；通过控制系统调控温湿度及风速调节单元，使成膜空间内达到预设环境温度值、湿度值及风速值；
26、步骤3、高压溶解釜向口模输入高分子溶液，通过口模将高分子溶液挤出至下方的成膜基板上板面上，驱动单元驱动成膜基板相对于口模产生沿x向的直线位移，使高分子溶液在成膜基板上涂膜；
27、步骤4、成膜开始的同时，利用x射线经通光孔照射到成膜基板上板面上的高分子溶液，经通光口射出，通过探测器探测后，经图像处理器和图像显示器处理与显示，实现对高分子溶液挥发成膜过程的结构演化行为的原位记录。
28、与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在：
29、本专利技术可模拟工业上高分子溶液流延成膜过程，特别是pva溶液成膜过程，涂膜均匀且速度连续可调，成膜基板上板面温度可控且不受高分子溶液温度影响，可保持恒定，并能够为样品提供可调控的风场条件，装置轻便易携，安装占用空间小，能够与x射线联用，得到高分子溶液在溶剂挥发成膜过程的结构演化行为，用以构建外场参数与样品结构演化的关系，并利用本专利技术对工业溶液成膜过程的模拟，结合最终产品的使用性能，可揭示高分子样品在该气氛下成膜过程的结构演化行为与性能的关系，指导工业高性能高分子产品的开发。
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1.一种与X射线联用的高分子成膜装置，其特征是，包括：
2.根据权利要求1所述的与X射线联用的高分子成膜装置，其特征是：所述样品腔腔顶由顶盖可拆卸地封装，顶盖上开设所述通光口，并预留供口模进口外露的口模穿孔。
3.根据权利要求1所述的与X射线联用的高分子成膜装置，其特征是，所述成膜单元中：
4.根据权利要求3所述的与X射线联用的高分子成膜装置，其特征是：所述直线位移机构为滚珠丝杠副，由伺服电机驱动，经减速机减速后，带动丝杠回转。
5.根据权利要求1所述的与X射线联用的高分子成膜装置，其特征是：所述驱动单元为直线模组，由伺服电机经减速器减速后提供驱动力。
6.根据权利要求1所述的与X射线联用的高分子成膜装置，其特征是，所述X射线单元中：X射线自X射线发生装置出射，经通光口射出后由探测器接收，经图像处理器与图像显示器处理与显示。
7.根据权利要求1所述的与X射线联用的高分子成膜装置，其特征是：所述通光窗片为聚酰亚胺膜材质。
8.根据权利要求1所述的与X射线联用的高分子成膜装置，其特征是，所述温湿度及风
9.根据权利要求8所述的与X射线联用的高分子成膜装置，其特征是：所述样品腔侧壁为中空结构，内部形成有气体通道，所述气体通道一端与所述进气孔相通，另一端通过多孔板的各出气孔与成膜空间相通，所述多孔板上各出气孔的出气方向顺着Y向并朝向成膜基板，各出气孔在多孔板上均匀分布。
10.一种与X射线联用以模拟高分子溶液流延成膜过程的实验方法，利用权利要求1-9任一项所述的与X射线联用的高分子成膜装置实施，其特征是，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种与x射线联用的高分子成膜装置，其特征是，包括：
2.根据权利要求1所述的与x射线联用的高分子成膜装置，其特征是：所述样品腔腔顶由顶盖可拆卸地封装，顶盖上开设所述通光口，并预留供口模进口外露的口模穿孔。
3.根据权利要求1所述的与x射线联用的高分子成膜装置，其特征是，所述成膜单元中：
4.根据权利要求3所述的与x射线联用的高分子成膜装置，其特征是：所述直线位移机构为滚珠丝杠副，由伺服电机驱动，经减速机减速后，带动丝杠回转。
5.根据权利要求1所述的与x射线联用的高分子成膜装置，其特征是：所述驱动单元为直线模组，由伺服电机经减速器减速后提供驱动力。
6.根据权利要求1所述的与x射线联用的高分子成膜装置，其特征是，所述x射线单元中：x射线自x射线发生装置出射...
【专利技术属性】
技术研发人员：张前磊，叶克，王小溪，王道亮，
申请(专利权)人：安徽皖维先进功能膜材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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