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便攜式塑料及高分子材料主要成份檢測(cè)儀的制作方法

文檔序號(hào):5833344閱讀:219來源:國知局
專利名稱:便攜式塑料及高分子材料主要成份檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)儀,尤其涉及一種便攜式塑料及高分子材料主要成份 檢測(cè)儀。
技術(shù)背景目前,高分子材料尤其是塑料材料的發(fā)展十分迅速,各種塑料新材料不斷 增加,隨之而來的是與高分子及塑料行業(yè)有關(guān)的主要成份檢測(cè)設(shè)備的發(fā)展相對(duì) 滯后,目前在市場(chǎng)上,在一些生產(chǎn)、使用、回收高分子及塑料行業(yè)中,對(duì)高分 子及塑料主要成份的鑒定都是在大型、并且專項(xiàng)檢測(cè)設(shè)備上進(jìn)行,這種檢測(cè)方 法的缺點(diǎn)是儀器設(shè)備昂貴、檢測(cè)項(xiàng)目多、必須成套使用、只能在實(shí)驗(yàn)室條件 下進(jìn)行,檢測(cè)費(fèi)用高等缺點(diǎn)。而市場(chǎng)上最缺的就是能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)鑒 定各種高分子及塑料主要成份、而且體積小便于攜帶、造價(jià)低廉、使用方便的 檢測(cè)儀器。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)目前塑料材料成分檢測(cè)中存在的問題,研究并設(shè)計(jì) 一種便攜式、多功能、微型的可用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的塑料及高分子主要成份檢測(cè)設(shè)備o本發(fā)明所設(shè)計(jì)的儀器有兩部分組成 一部分為物理指標(biāo)檢測(cè)部分,原理是 利用各種高分子材料其主要成份不同,則熔點(diǎn)也不同,熔點(diǎn)與主要成份間有其 一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。設(shè)計(jì)出在專用的檢測(cè)容器中精確檢測(cè)出不同的塑料及高分子 主要成份溶化時(shí)的溫度數(shù)據(jù),之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理,從而確定塑料及高分 子材料的主要成份的物理檢測(cè)方法。另一部分為化學(xué)主要成份分析部分,原理 是不同的高分子材料在不同的化學(xué)溶劑處理下,其溶解條件不同,利用此原 理設(shè)計(jì)出在不同溶劑的試管中放入待測(cè)的塑料及高分子材料,然后將試管加熱, 測(cè)出所對(duì)應(yīng)的溶解度數(shù)據(jù),從而確定塑料及高分子材料的主要成份的化學(xué)檢測(cè) 方法。本發(fā)明的儀器將這兩種測(cè)試方法集中設(shè)計(jì)于一臺(tái)微型檢測(cè)儀。從根本上 實(shí)了現(xiàn)場(chǎng)就可檢測(cè)出塑料及高分子材料的主要成份。其采用的技術(shù)手段如下 一種便攜式塑料及高分子材料主要成份檢測(cè)儀,其特征在于包括試劑 區(qū)、光電透視區(qū)、化學(xué)測(cè)試工具區(qū)、取樣工具區(qū)、壓流測(cè)試區(qū)、參數(shù)顯示區(qū)、 外接電源接口和控制臺(tái);所述試劑區(qū),包括一種以上的溶劑,能夠?qū)λ芰霞案叻肿硬牧显诓煌臏?度下進(jìn)行溶解;所述光電透視區(qū),通過光電管進(jìn)行檢測(cè);壓流測(cè)試區(qū),通過對(duì)被測(cè)材料加熱確定其熔融溫度,從而確定被測(cè)材料的 主要成分;參數(shù)顯示區(qū),用于加熱的溫度顯示和/或溫度對(duì)應(yīng)的塑料樣的成份;控制臺(tái),包括控制加熱速度開關(guān)、提供充電系統(tǒng)報(bào)警顯示及基點(diǎn)報(bào)警顯示;所述試劑區(qū)、化學(xué)測(cè)試工具區(qū)、取樣工具區(qū)和光電透視區(qū)構(gòu)成化學(xué)測(cè)試部 分;所述取樣工具區(qū)和壓流測(cè)試區(qū)構(gòu)成物理測(cè)試部分;在使用化學(xué)測(cè)試部分和/ 或物理測(cè)試部分進(jìn)行測(cè)試時(shí)通過參數(shù)顯示區(qū)和控制臺(tái)進(jìn)行參數(shù)顯示和控制。所述壓流測(cè)試區(qū)包括柱塞、保溫及加熱層、支撐體、壓網(wǎng)、樣品杯、壓 桿、樣品和電阻絲組成;將被測(cè)試樣放入料杯中,網(wǎng)板與試樣緊密接觸,網(wǎng)板 被柱塞壓住,柱塞被壓桿壓住,測(cè)試前壓桿在彈簧的作用下產(chǎn)生平衡,標(biāo)尺指 示一待測(cè)數(shù)值;測(cè)試時(shí)通過電阻絲將加熱體加熱,使被測(cè)試件熔化,被測(cè)試件 由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),其液體通過帶孔的網(wǎng)板流入棱狀的柱塞中,壓桿開始下降, 相對(duì)應(yīng)的標(biāo)尺數(shù)字變化直到達(dá)到一個(gè)穩(wěn)態(tài)值為止,記錄下穩(wěn)態(tài)值時(shí)的溫度數(shù)據(jù)。 所述柱塞被設(shè)計(jì)成棱形截面;板截面被設(shè)計(jì)成孔狀孔板。這種檢測(cè)儀的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、測(cè)試方法簡(jiǎn)便、測(cè)試的準(zhǔn)確度高、 不需要專業(yè)的技術(shù)人員操作,用戶不經(jīng)培訓(xùn)就可以直接使用等優(yōu)點(diǎn)。尤其是這 種儀器體積小巧,攜帶方便,顯示直觀,這對(duì)于有些行業(yè)如廢舊材料回收、 廢舊塑料再生、生產(chǎn)、流通等領(lǐng)域有著特別重要的實(shí)際意義。本發(fā)明的儀器可 應(yīng)用于塑料回收行業(yè)、塑料加工行業(yè)、塑料合成行業(yè)、塑料制品以及其它高分 子產(chǎn)品的產(chǎn)品鑒定及檢測(cè)。也可用于大專院校、科研機(jī)構(gòu)的教學(xué)及研究實(shí)驗(yàn)中。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明的物理檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本發(fā)明的柱塞截面示意圖; 圖4為本發(fā)明的網(wǎng)板截面示意圖; 圖1本發(fā)明的說明書摘要附圖。圖中1、試劑區(qū),2、光電透視區(qū),3、化學(xué)測(cè)試工具區(qū),5、取樣工具區(qū),6、壓流測(cè)試區(qū),7、參數(shù)顯示區(qū),8、外接電源接口, 9、控制臺(tái),10、 11、柱塞,12、保溫及加熱層,13、支撐體,14、壓網(wǎng),15、樣品杯16、壓 桿17、標(biāo)尺,18、彈簧,19、加熱體,20、被測(cè)試件,21、電阻絲。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,本發(fā)明儀器包括物理測(cè)試法和化學(xué)測(cè)試法兩種方法組成儀器主要由壓流測(cè)試區(qū)6、化學(xué)測(cè)試工具區(qū)3、取樣工具區(qū)5、光電透視區(qū)2、試劑區(qū)1、參數(shù)顯示區(qū)7和控制臺(tái)9等部件組成。本發(fā)明中控制臺(tái)上有三種功能 控制加熱速度一一每分鐘上升溫度、提供充電系統(tǒng)報(bào)顯示一一指示燈開關(guān)及提 供壓桿降落到基點(diǎn)報(bào)警一一聲光;光電透視區(qū)2的作用是夾持試管在試管的一 邊射出較強(qiáng)的光,根據(jù)光線透過的情況,確定溶解性能;取樣工具區(qū)5采用鉗 子、鑷子、剪刀、勺等常用工具。其中物理測(cè)試法的工作原理是采用壓流標(biāo)定法進(jìn)行檢測(cè),工作的核心部 分為壓流測(cè)試區(qū)6其具體組成如附圖2所示,它包括支撐體13、柱塞ll、壓 網(wǎng)14、樣品杯15、被測(cè)試件20、壓桿16、保溫及加熱層12、電阻絲21等組成; 利用杠桿原理即將被測(cè)試件20放入料杯中,網(wǎng)板14與被測(cè)試件20緊密接觸, 網(wǎng)板14被柱塞11重力壓住,而柱塞11又被壓桿16重力壓住,未測(cè)試之前 杠桿在彈簧18的作用下保持在一個(gè)平衡位置,此時(shí)標(biāo)尺17指示的數(shù)值為一待 測(cè)數(shù)值;當(dāng)測(cè)試開始通過電阻絲21將加熱體19加熱,當(dāng)達(dá)到被測(cè)試件20的熔 化溫度后,被測(cè)試件20則開始由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),其液體通過帶孔的網(wǎng)板14 流入棱狀的柱塞ll中,此時(shí)壓桿16開始下降,相對(duì)應(yīng)的標(biāo)尺17數(shù)字變化直到 達(dá)到一個(gè)穩(wěn)態(tài)值為止,記錄下穩(wěn)態(tài)值時(shí)的溫度數(shù)據(jù),根據(jù)塑料及高分子材料主 要成份與溶點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表,就可以確定塑料及高分子材料的主要成份。如附 圖3所示柱塞11被設(shè)計(jì)成棱形截面,其目的是當(dāng)被測(cè)試物有固體變成液體時(shí), 便于液體以及氣體流出測(cè)試件,使操作人員能夠觀察到變化過程。如圖4所示 網(wǎng)板14截面被設(shè)計(jì)成孔狀孔板,目的也是方便被測(cè)試液體或氣體溢流。化學(xué)測(cè)試部分由試劑區(qū)l、化學(xué)測(cè)試工具區(qū)3、取樣工具區(qū)5、光電透視區(qū) 2、化學(xué)測(cè)試工具區(qū)3等組成。其原理是試劑區(qū)1的試管中放置了各種不同的溶劑,通過使用不同的溶劑對(duì)塑料及高分子材料在不同的溫度下進(jìn)行溶解處理,在光電透視區(qū)2的光電管上進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)溶解溫度與溶劑之間的關(guān)系,從而 確定出被測(cè)物質(zhì)的主要成份來;化學(xué)檢測(cè)是利用聚合物溶解于某種化學(xué)試劑中 的原理進(jìn)行a、 用工具取4 8克樣品,可能粉碎,放入管屮。b、 分別放入溶劑,觀察其溶解情況。c、 把試管放在充電檢測(cè)裝置上, 一面身入燈光、對(duì)面有接受光器,當(dāng)全部 溶解時(shí),有光穿過,射入到受光器上,報(bào)警。d、 如果樣品有色,或溶解不透明,靠攪拌玻璃棒,直觀觀測(cè)確定。例如在裝料杯中,塑料會(huì)有空隙,經(jīng)過機(jī)械壓實(shí),空隙會(huì)減少,直到熔 化,空隙減至最少;由于此過程是以物料的重量為準(zhǔn)(4 5克)不會(huì)影響壓桿 的最后移動(dòng)距離;根據(jù)顯示區(qū)顯示的樣品熔融溫,可以提供可能的樣品組成, 另外根據(jù)樣品組成的數(shù)量,可以選擇樣品適應(yīng)的深劑,最終確定主要樣品的成 份。有一樣品是PET,作熔點(diǎn)時(shí),溫度在275 285。C之間,在此溫度下,有PET、 PA兩個(gè)品種,且PA溶于濃酸,PET不溶,可現(xiàn)用濃酸放入試管中,把樣品放入 試管,觀測(cè)是否溶解,若溶解為PA,溶解是PET;這樣經(jīng)過物理檢測(cè)劃分大類, 再用化學(xué)法作進(jìn)一步確定,直達(dá)測(cè)定與實(shí)際相符合?;瘜W(xué)鑒別法采用排除法,利用高聚物對(duì)不同溶劑的溶解性能的區(qū)別,鑒 別未知高聚物的主要成份。鑒別的工藝流程如下第一類將試樣放在甲苯溶液中,在儀器上加熱,在燈下觀察溶解的情況, 如果溶解再放入到乙酸乙酯中,如果溶解,再放入到四氯化碳溶液中,如果溶解,可以初步判斷為PS。如果四氯化碳處不溶解,放入KOH乙醇溶液中,如果相溶,可以初步判斷 為聚丙烯酸酯,如果KOH乙醇溶液處不相溶,可以初步判斷為聚甲基丙烯甲酯。 如果乙酸乙酯處不相溶,四氯化碳處相溶,可以初步判斷為聚異丁烯,如果四 氯化碳不相溶,可以初步判斷為PP或PE,區(qū)分PP和PE可以根據(jù)其熔點(diǎn)。如果甲苯溶液不相溶,乙酸乙酯溶液也不相溶四氯化碳溶液也不相溶,放 入到環(huán)乙酮溶液中,相溶為PVC,不相溶放到甲酚溶液中,不相溶為聚酰胺,相溶放入氯代苯中,不相溶為聚三氟氯乙烯,相溶放入到DMF中,相溶為聚甲醛, 不相溶為PTFE.如果乙酸乙酯溶液相溶,四氯化碳溶液不相溶,為聚乙烯醇縮丁醛,如果 不相溶,放入到乙醇中,如果相溶為聚乙烯醇乙醛,如果不相溶,放入甲酸戊 酯中,相溶為硝酸纖維素,不相溶,放入乙酸戊酯中,相溶為氯乙烯一乙酸乙 烯共聚物,如果不相溶,放入乙酸中,相溶時(shí)為乙酸纖維素,不相溶時(shí)為聚偏 氯乙烯。經(jīng)過上述化學(xué)排除法,可以初步判別試樣的成分,再與試樣的熔點(diǎn)相 對(duì)應(yīng),可以基本掌握材料的真實(shí)成分。為更好達(dá)到測(cè)試效果,本發(fā)明還可以配備有計(jì)算機(jī)接口,有必要的話,將 儀器配備有測(cè)試儀器相配套的分析軟件,可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行精確分析,繪制 出精確圖表與曲線,由數(shù)字直接顯示出測(cè)試成分結(jié)果;。以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局 限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本 發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種便攜式塑料及高分子材料主要成份檢測(cè)儀,其特征在于包括試劑區(qū)(1)、光電透視區(qū)(2)、化學(xué)測(cè)試工具區(qū)(3)、取樣工具區(qū)(5)、壓流測(cè)試區(qū)(6)、參數(shù)顯示區(qū)(7)、外接電源接口(8)和控制臺(tái)(9);所述試劑區(qū)(1),包括一種以上的溶劑,能夠?qū)λ芰霞案叻肿硬牧显诓煌臏囟认逻M(jìn)行溶解;所述光電透視區(qū)(2),通過光電管進(jìn)行檢測(cè);壓流測(cè)試區(qū)(6),通過對(duì)被測(cè)材料加熱確定其熔融溫度,從而確定被測(cè)材料的主要成分;參數(shù)顯示區(qū)(7),用于加熱的溫度顯示和/或溫度對(duì)應(yīng)的塑料樣的成份;控制臺(tái)(9),包括控制加熱速度開關(guān)、提供充電系統(tǒng)報(bào)警顯示及基點(diǎn)報(bào)警顯示裝置;所述試劑區(qū)(1)、化學(xué)測(cè)試工具區(qū)(3)、取樣工具區(qū)(5)和光電透視區(qū)(2)構(gòu)成化學(xué)測(cè)試部分;所述取樣工具區(qū)(5)和壓流測(cè)試區(qū)(6)構(gòu)成物理測(cè)試部分;在使用化學(xué)測(cè)試部分和/或物理測(cè)試部分進(jìn)行測(cè)試時(shí)通過參數(shù)顯示區(qū)(7)和控制臺(tái)(9)進(jìn)行參數(shù)顯示和控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式塑料及高分子材料主要成份檢測(cè)儀,其特征 在于所述壓流測(cè)試區(qū)(6)包括柱塞(11)、保溫及加熱層(12)、支撐體(13)、 壓網(wǎng)(14)、樣品杯(15)、壓桿(16)、樣品(20)和電阻絲(21)組成;將被 測(cè)試樣(20)放入料杯中,網(wǎng)板(14)與試樣(20)緊密接觸,網(wǎng)板(14)被 柱塞(11)壓住,柱塞(11)被壓桿(16)壓住,測(cè)試前壓桿(16)在彈簧(18) 的作用下產(chǎn)生平衡,標(biāo)尺(17)指示一待測(cè)數(shù)值;測(cè)試時(shí)通過電阻絲(21)將 加熱體(19)加熱,使被測(cè)試件(20)熔化,被測(cè)試件(20)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐?態(tài),其液體通過帶孔的網(wǎng)板(14)流入棱狀的柱塞(11)中,壓桿(16)下降, 相對(duì)應(yīng)的標(biāo)尺(17)數(shù)字變化,達(dá)到一個(gè)穩(wěn)態(tài)值后記錄其溫度數(shù)據(jù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述便攜式塑料及高分子材料主要成份檢測(cè)儀,其特征 在于所述柱塞(11)被設(shè)計(jì)成棱形截面;板(14)截面被設(shè)計(jì)成孔狀孔板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式塑料及高分子材料主要成份檢測(cè)儀,包括試劑區(qū)、光電透視區(qū)、化學(xué)測(cè)試工具區(qū)、取樣工具區(qū)、壓流測(cè)試區(qū)、參數(shù)顯示區(qū)、外接電源接口和控制臺(tái);其中試劑區(qū)、化學(xué)測(cè)試工具區(qū)、取樣工具區(qū)和光電透視區(qū)構(gòu)成化學(xué)測(cè)試部分;所述取樣工具區(qū)和壓流測(cè)試區(qū)構(gòu)成物理測(cè)試部分;在使用化學(xué)測(cè)試部分和/或物理測(cè)試部分進(jìn)行測(cè)試時(shí)通過參數(shù)顯示區(qū)和控制臺(tái)進(jìn)行參數(shù)顯示和控制。本發(fā)明提供的檢測(cè)儀具有結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、儀器體積小巧,攜帶方便,顯示直觀,這對(duì)于有些行業(yè)如廢舊材料回收、廢舊塑料再生、生產(chǎn)、流通等領(lǐng)域有著特別重要的實(shí)際意義。
文檔編號(hào)G01N33/44GK101221165SQ20081001022
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者徐德增, 祖龍起 申請(qǐng)人:大連工業(yè)大學(xué)
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