[发明专利]一种可观测超声条件下聚合物结晶过程的偏光显微镜装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可观测超声条件下聚合物结晶过程的偏光显微镜装置，主要用于超声作用下在线观测聚合物的结晶过程。

背景技术

聚合物超声化学的研究始于上世纪五十年代。最早被用于聚合溶液中，称为“溶液超声技术”。最近二十年开始兴起超声作用于聚合物熔体的研究，称为“熔体超声技术”。研究发现，超声辐照可以增大熔体的流动性，降低挤出压力，提高挤出产量，改善制品性能。与低频机械振动相比，超声波无噪声，在微米级的水平上便可以改变熔体的流变性和粘弹性，对改善制品性能更为有效。S.L.Peshkovskii等人(S.L.Peshkovskii，M.L.Fridman and A.I.Tukachinskii，etal.Polymer Composites，1983，4(2)，126)在对HDPE与珠光岩和高岭土的填充体系的研究中发现，超声作用后分散相无机粒子的平均尺寸变小，尺寸分布变窄，使其在HDPE基体中分散更均匀。曹玉荣等(Y.Cao，M.Xiang，and H.Li，J.Appl.Polym.Sci.，2002，84(10)，1956)又采用了一种静态超声装置进行实验。其结果发现，适宜的超声作用对改善与PP分散性及相容性差的成核剂效果明显，使得部分体系中晶面间距及晶胞尺寸大幅度减小。并且一定功率的超声辐照使某些体系中出现了β晶，而另一些体系中则出现了晶面的择优生长。

偏光显微镜是鉴定物质细微结构光学性质的一种显微镜，目前国内外普遍采用的偏光显微镜主要用于常规条件下观测聚合物的结晶结构。上海彼爱姆光学仪器制造有限公司制造的BM-59XCC电脑型偏光显微镜配备了CCD摄像头，可将图像转移至计算机上，放大倍数也达到了630倍；德国蔡司公司制造的Axiostar型偏光显微镜，采用了最新的生产技术，同时装配了冷热台，能够实现高温下的观测；复旦大学最新研发的倒置偏光长工作距离高分辨率耐高温热台显微镜，实现了高温下对聚合物形貌进行高分辨率长时间的实时观测。但迄今为止，国内外市场上尚未出现超声作用下在线观测聚合物结晶结构变化的偏光显微镜。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的不足与缺陷，在不改变原有偏光显微镜光路系统和观察方法的基础上，对原有仪器加以改进，提供一种可观测超声条件下聚合物结晶过程的偏光显微镜装置，使其应用范围得到极大的扩展。

为达到上述目的，本发明的构思是：

本发明的偏光显微镜主要组成部分包括：观测装置、像转移装置、加热装置、超声发生装置、光源、样品台。光源通过两侧的两个可转动轴承固定于底座上，样品台通过螺丝与加热装置直接固定在一起，加热装置可以实现对样品台的温度调节和控制。在加热装置的外层放置超声发生装置，两块超声振板放置在加热装置的两侧超声振板和加热装置之间通过焊接钢条连接在一起，超声发生器放置在一旁，发生器与振板之间采用带插座的高频连接。样品台的上方为像转移装置，通过一个弯曲的镜臂与底座相连并用螺丝固定。观测装置直接与像转移装置采用固定螺丝固定，将数码相机直接插入观测口中，并在观测口前部加一适配镜以保证在计算机屏幕上的成像效果。

本发明的一个主要改进点就是像转移装置，它是利用透镜成像原理，将超声作用下的聚合物结晶形貌图像转移至可观察区域，再利用观测装置研究超声作用下聚合物的动态结晶过程。像转移装置，包括实像接收屏，像距校准手轮、透镜筒、凸透镜、上耐高温光学镜片、由耐高温绝热环和耐高温绝热层组成的耐高温绝热装置、真空筒、下耐高温光学镜片。真空筒由上耐高温光学镜片，下耐高温光学镜片，耐高温绝热环和耐高温绝热层共同构成，所使用的耐高温材料均采用耐高温工程塑料，也可为无机绝热材料，保证在200℃以上仍具有足够的强度，防止由于受热变形而使样品形貌难以被准确的观测到。下耐高温光学镜片通过卡槽固定于耐高温绝热层，上耐高温光学镜片同样通过卡槽固定于耐高温绝热环，耐高温绝热环与耐高温绝热层和透镜腔壁通过螺纹固定。凸透镜通过凹槽直接固定于透镜筒中，像距校准手轮通过螺纹与透镜筒相连，并经齿轮系统与实像接收屏相连，可以控制并调节实像接收屏的高度，使得透过凸透镜而成的像可以清晰的呈现在实像接收屏上，并可以通过观测装置观测到。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：