[发明专利]基于废旧塑料热氧老化程度的在线超声检测装置及方法

说明书

本发明提出的基于废旧塑料热氧老化程度的在线超声检测装置及方法，所述装置包括溶体挤出机构、溶体测量机构以及超声检测系统，将溶体流道设计为孔径可调方式，并且结合冷却模块和孔径调节装置实现高精度检测及更宽的检测范围，检测时，首先建立一系列不同已知老化程度的热氧老化损伤累积非线性效应的幅值与频率的对应函数关系，然后通过反演推算出在对应温度和压力条件下溶体流道内废旧塑料溶体的老化程度，根据直接测定的聚合物溶体的超声波频率幅值的变化，即可得到该温度压力下废旧塑料的老化程度，实现真正意义上的无损在线检测，数据测量简便，并有效提高了在线检测的精度及效率，具有广泛的实际应用价值。

技术领域

本发明属于聚合物热氧老化在线检测领域，具体涉及一种基于废旧塑料热氧老化程度的在线超声检测装置及方法。

背景技术

自塑料问世以来，由于其具备其它材料不具有的轻便以及耐用性，迅速得到了大规模的应用，带来了极大的便利。但是由于塑料在自然环境下短时间内几乎是不降解的，因此废旧的塑料产品给环境带来了极大的负担，造成了白色污染。目前主要的两种解决方案是回收废旧塑料(聚乙烯、聚丙烯等多种常用塑料)以及研究可降解的塑料，但是目前可降解塑料的研究已经在一定程度上被证明是不可行的，因为可降解塑料不可能具备塑料的使用性能，一旦它具有了和普通塑料一样的使用性能，它将不可降解。

因此，对于废旧塑料的回收利用是目前的一个重中之重。塑料制品随着时间的推移会发生老化断裂的现象，快速评价塑料的老化程度，有助于对废旧塑料的回收进行有效的指导。现有的热氧老化评价手段都是离线测试手段(如红外，DSC等)，但是这些方法耗时费力，并且结果也存在一定的偏差，脱离了实际加工，不能对实际的生产应用进行切实有效的指导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对传统测量方法只能离线检测(如红外，DSC等)，导致测量数据繁琐、精度及效率低等技术问题，提供一种基于废旧塑料热氧老化程度的在线超声检测装置及方法，可根据在线检测的废旧塑料老化程度来随时调控生产加工过程中的加工工艺，提高制品的良品率。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种基于废旧塑料热氧老化程度的在线超声检测装置，包括溶体挤出机构、溶体测量机构以及超声检测系统；

所述溶体测量机构包括左半圆筒和右半圆筒，左半圆筒和右半圆筒嵌套密封连接，并形成一供聚合物溶体流过的圆柱形溶体流道，所述溶体挤出机构与溶体测量机构相连，用于将聚合物溶体挤出至溶体流道内；所述左半圆筒的一侧设置有第一滑槽，另一侧设置有第一滑轨，所述右半圆筒的两侧分别设置有与第一滑槽和第一滑轨对应的第二滑轨和第二滑槽，第一滑槽的内侧壁上以及第二滑槽的内侧壁上均设置有密封条，以保证变径调节时的密封性，且第一滑轨和第二滑轨采用在溶体流道外壁上开设缺口的方式实现；溶体测量机构上还设置有孔径调节装置，所述孔径调节装置与左半圆筒或右半圆筒螺纹固定连接，通过旋拧孔径调节装置，使第一滑轨和第二滑轨分别沿第二滑槽和第一滑槽相对运动，进而改变溶体流道孔径，可对于不同的聚合物体系进行对比来选择合适的流道孔径，为便于调节，在孔径调节装置上设置有刻度尺；

所述溶体流道的两侧相对设置有一缓冲杆和一温度压力检测模块，所述缓冲杆的外侧套设有冷却模块，冷却模块内设有冷却液，以对缓冲杆进行降温，保证检测精度，缓冲杆包括内部碳芯以及包覆在内部碳芯外侧的金属套管，内部碳芯保证超声波信号传导的更加稳定，金属套管采用螺旋形结构设计，用以保护超声波探头，并增大与缓冲液的接触面积，提高冷却效果，温度压力检测模块用以检测流道内的温度及压力，保证检测的正常进行，缓冲杆与溶体流道垂直设置，且与温度压力检测模块在同一直线上，能够最大限度的得到准确的数据，在缓冲杆的外侧端部设置有与超声检测系统相连的超声波探头，超声检测系统发射一定频率的超声波，经过超声探头、缓冲杆，声波直接探测到溶体流道内的聚合物溶体上，根据测定聚合物溶体的超声波频率幅值的变化，实现对应温度及压力下废旧塑料热氧老化程度的测量。

进一步的，为了节约空间，便于在溶体测量机构上设置更多的检测模块，所述孔径调节装置设置在冷却模块的外侧。