[发明专利]用于测量聚合物成型过程中分子取向的装置及测量方法

权利要求书

1.一种用于测量聚合物成型过程中分子取向的装置，其特征在于，所述装置包括：

同轴圆筒探针(100)，包括屏蔽层(110)、绝缘层(120)以及2n个电极(130)，n≥2，2n个电极(130)间隔镶嵌于绝缘层(120)的一圆周面上，圆周面上同一直径上的两电极(130)为一组，所述2n个电极(130)生成至少2组电极(130)；

复介电常数测量单元(200)与所述2n个电极(130)连接，用于通过每组电极(130)检测对应方向上聚合物分子的介电常数；

取向计算模块(300)与所述复介电常数测量单元(200)连接，用于根据每组电极(130)的介电常数获得该组电极(130)检测处对应的聚合物分子的取向值，具体的，所述取向计算模块(300)用于根据下式获得两组电极(130)检测处对应的聚合物分子不同方向取向值组成的取向张量

其中，为不同方向介电常数组成的介电张量，ε_xx,ε_yy,ε_zz为介电张量的对角量，ε_xy，ε_yx，ε_yz，ε_zy，ε_xz，ε_zx为介电张量的非对角量，为单位张量，M为聚合物分子材料的分子量，c为聚合物分子材料的浓度，ε₀为真空中的介电常数值，N_A为阿伏伽德罗常数，α₁为聚合物分子沿着分子碳-碳主链方向的极化率，α₂为聚合物分子垂直于分子碳-碳主链方向的极化率，

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述屏蔽层(110)的材料为黄铜，所述绝缘层(120)的材料为聚四氟乙烯或FR4。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述2n个电极(130)均匀间隔镶嵌于绝缘层(120)的圆周面上。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电极(130)的数量为4个，4个电极分别布置于两垂直的直径上。

5.一种采用权利要求1～4任意一项所述用于测量聚合物成型过程中分子取向的装置测量分子取向的方法，其特征在于，所述方法包括：

S1，将所述同轴圆筒探针(100)安装于聚合物模具型腔壁上，并使得所述同轴圆筒探针(100)突出于所述聚合物模具型腔壁；

S2，采用所述取向计算模块(300)获得每组电极(130)对应方向上的取向值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

S3，将任意两组电极(130)的取向值作差获得对应两方向上的取向度。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述同轴圆筒探针(100)包括两组相互垂直的电极(130)，步骤S3中，该两组电极(130)对应两个方向上的取向度的计算公式为：

其中，Δε＝ε_x-ε_y，ε_x为其中一方向上的介电常数；ε_y为另一方向上的介电常数，ε_r为聚合物分子体系静态时的介电常数值。