溶液成膜干燥装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种溶液成膜干燥装置，包括：支撑主体；挥发控制室，设置于支撑主体中，处于成膜过程中的样品放置在挥发控制室中；通风装置，与挥发控制室连接，用于提供成膜过程所需的热风；光学性能检测装置，包括：光源单元，设置于挥发控制室的下方，用于产生朝向样品发射的测量光束；检测单元，在挥发控制室的上方，设置在支撑主体上，用于检测测量光束穿过样品之后的偏振特性，以确定样品的光学信息。通过设置光学性能检测装置，对溶液加工成型过程中成膜状态进行实时检测，从而获得溶剂干燥挥发形成薄膜的中间变化过程，进而对溶液加工成型条件进行优化，提高薄膜的质量。提高薄膜的质量。提高薄膜的质量。

【技术实现步骤摘要】
溶液成膜干燥装置


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种溶液成膜干燥装置。

技术介绍

[0002]高分子材料被广泛用于替代传统材料(无机非金属材料以及金属材料)以及不断拓展新用途。
[0003]高分子材料的薄膜成型方法主要有熔融加工成型和溶液加工成型两种，熔融加工成型是将材料加热到融化状态后赋予形状与相应性能的加工方法，一般适用于熔点和软化点比较低的材料，例如聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)，聚丁烯(PB)，聚苯乙烯(PS)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚碳酸酯(PC)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、尼龙(PA)等。
[0004]但是还有一些材料降解温度接近或者低于其熔融温度，就不适用熔融加工的方式，这时就要用溶液加工成型的方法。溶液加工成型利用极性与高分子相似的溶剂进行溶解，而后去除溶剂赋予形状与相应性能，例如聚丙烯腈(PAN)，聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，纤维素(Cellulose)，纤维素酯(Cellulose ester)，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，聚偏氟乙烯(PVDF)，聚苯并咪唑(PBI)，锂电池用聚合物电解质膜，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)，聚醚砜(PES)，聚乳酸(PLA)，聚己内酯(PCL)，聚氨酯(TPU)，聚酰亚胺(PI)等等。在这一加工过程中，去除溶剂的过程跟溶解过程同样重要，目前一般是利用高温干燥使溶剂挥发的方法脱除溶剂，这个过程中可能会出现分相、结晶、空洞，致密性差以及溶剂残留等缺陷，而薄膜干燥过程又往往是一个黑箱过程，能够看到就是材料成型完成之后的状态，而对于中间过程到底是什么样的却没办法确定，而材料成型过程对于最终制品的性能有很大影响。

技术实现思路

[0005]针对以上问题，本专利技术提供了一种溶液成膜干燥装置，能够对溶液加工成型的过程进行实时监测，能够提供不同干燥条件下成膜过程的信息。
[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种溶液成膜干燥装置，包括：
[0007]支撑主体；
[0008]挥发控制室，设置于支撑主体中，处于成膜过程中的样品放置在挥发控制室中；
[0009]通风装置，与挥发控制室连接，用于提供成膜过程所需的热风；
[0010]光学性能检测装置，包括：
[0011]光源单元，设置于挥发控制室的下方，用于产生朝向样品发射的测量光束；
[0012]检测单元，在挥发控制室的上方，设置在支撑主体上，用于检测测量光束穿过样品之后的偏振特性，以确定样品的光学信息。
[0013]根据本专利技术的实施例，光源单元包括：
[0014]光源，用于产生光束；
[0015]第一分束镜，用于将光源产生的光束分为第一测量光束和第二测量光束，并引导
第一测量光束垂直射入样品；
[0016]第一起偏镜，用于将第一测量光束变为偏振光；
[0017]反射镜，用于引导第二测量光束呈45
°
夹角射入样品；
[0018]第二起偏镜，用于将第二测量光束变为偏振光。
[0019]根据本专利技术的实施例，检测单元包括：
[0020]第二分束镜，用于将射出样品的第二测量光束分为第一部分光束和第二部分光束；
[0021]第一检偏镜，用于检查第一部分光束的偏转；
[0022]第二检偏镜，用于检查第二部分光束的偏转；
[0023]第三分束镜，用于将射出样品的第一测量光束分为第三部分光束和第四部分光束；
[0024]第三检偏镜，用于检查第三部分光束的偏转；
[0025]第四检偏镜，用于检查第四部分光束的偏转；
[0026]光谱仪，用于获取第一部分光束、第二部分光束、第三部分光束、第四部分光束。
[0027]根据本专利技术的实施例，第一起偏镜的偏振方向与第三检偏镜的偏振方向垂直，第一起偏镜的偏振方向与第四检偏镜的偏振方向平行，第二起偏镜的偏振方向与第一检偏镜的偏振方向平行，第二起偏镜的偏振方向与第二检偏镜的偏振方向垂直。
[0028]根据本专利技术的实施例，溶液成膜干燥装置还包括：
[0029]凝聚态结构检测装置，包括：
[0030]发射单元，用于发射X射线至样品；
[0031]探测单元，用于接收X射线经样品后产生的散射信号，并根据散射信号确定样品的凝聚态结构。
[0032]根据本专利技术的实施例，探测单元包括至少三个探测器，分别用于探测X射线经样品后产生的宽角散射信号、小角散射信号、超小角散射信号。
[0033]根据本专利技术的实施例，溶液成膜干燥装置还包括：
[0034]厚度检测装置，位于支撑主体上部的支撑板，用于检测样品的厚度，
[0035]优选地，厚度检测装置包括共焦位移计。
[0036]根据本专利技术的实施例，溶液成膜干燥装置还包括：
[0037]质量检测装置，用于检测样品的质量，
[0038]优选地，质量检测装置包括：
[0039]天平，设置于支撑主体的下部；
[0040]样品台，设置于挥发控制室的内部，样品放置在样品台上；
[0041]支撑架，设置于天平上，对样品台进行支撑，使样品台深入到挥发控制室的内部。
[0042]根据本专利技术的实施例，挥发控制室的材料包括铝合金，外层包覆有云母板；挥发控制室的上壁和下壁均设有开口，开口处材料为石英玻璃；挥发控制室的前壁和后壁上均设有开孔，开孔处的材料为Kapton薄膜。
[0043]根据本专利技术的实施例，挥发控制室包括：
[0044]进风口，设置于挥发控制室的一侧，与通风装置相连；
[0045]出风口，设置于挥发控制室的另一侧；
[0046]风速风量仪，对挥发控制室的风速进行监测；
[0047]温度感应器，对挥发控制室的温度进行监测；以及
[0048]蜂窝铝，设置在进风口处，以对进入挥发控制室的风速进行均匀。
[0049]根据本专利技术的实施例，通风装置包括：
[0050]风道，与挥发控制室的一侧连接，用于均匀风速；
[0051]热风机，与风道连接，用于提供成膜过程中所需的热风。
[0052]根据本专利技术提供的溶液成膜干燥装置，通过设置光学性能检测装置，对溶液加工成型过程中成膜状态进行实时检测，从而获得溶剂干燥挥发形成薄膜的中间变化过程，进而对溶液加工成型条件进行优化，提高薄膜的质量。
附图说明
[0053]图1示意性示出了根据本专利技术实施例的溶液成膜干燥装置的立体示意图；
[0054]图2示意性示出了根据本专利技术实施例的溶液成膜干燥装置中光学性能检测装置的原理示意图；
[0055]图3示意性示出了根据本专利技术实施例的溶液成膜干燥装置中凝聚态结构检测装置的原理示意图；
[0056]图4示意性示出了根据本专利技术实施例的溶液成膜干燥装置中质量检测装置的立体示意图；
[0057]图5(A)示意性示出了根据本专利技术实施例的溶液成膜干燥装置中挥发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溶液成膜干燥装置，包括：支撑主体(1)；挥发控制室(2)，设置于所述支撑主体中，处于成膜过程中的样品放置在所述挥发控制室中；通风装置(3)，与所述挥发控制室连接，用于提供成膜过程所需的热风；光学性能检测装置，包括：光源单元，在所述挥发控制室的下方，用于产生朝向所述样品发射的测量光束；检测单元，在所述挥发控制室的上方，设置在所述支撑主体上，用于检测所述测量光束穿过所述样品之后的偏振特性，以确定所述样品的光学信息。2.根据权利要求1所述的干燥装置，其中，所述光源单元包括：光源(401)，用于产生光束；第一分束镜(402)，用于将所述光源产生的光束分为第一测量光束和第二测量光束，并引导所述第一测量光束垂直射入所述样品；第一起偏镜(403)，用于将所述第一测量光束变为偏振光；反射镜(404)，用于引导所述第二测量光束呈45
°
夹角射入所述样品；以及第二起偏镜(405)，用于将所述第二测量光束变为偏振光；和/或所述检测单元包括：第二分束镜(406)，用于将射出所述样品的所述第二测量光束分为第一部分光束和第二部分光束；第一检偏镜(407)，用于检查第一部分光束的偏转；第二检偏镜(408)，用于检查第二部分光束的偏转；第三分束镜(409)，用于将射出所述样品的所述第一测量光束分为第三部分光束和第四部分光束；第三检偏镜(410)，用于检查第三部分光束的偏转；第四检偏镜(411)，用于检查第四部分光束的偏转；光谱仪(412)，用于获取所述第一部分光束、所述第二部分光束、所述第三部分光束、所述第四部分光束。3.根据权利要求2所述的干燥装置，其中，所述第一起偏镜(403)的偏振方向与所述第三检偏镜(410)的偏振方向垂直，所述第一起偏镜(403)的偏振方向与所述第四检偏镜(411)的偏振方向平行，所述第二起偏镜(405)的偏振方向与所述第一检偏镜(407)的偏振方向平行，所述第二起偏镜(405)的偏振方向与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良彬，吴同，安敏芳，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：