專利名稱：一種可觀測超聲條件下聚合物結(jié)晶過程的偏光顯微鏡裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種可觀測超聲條件下聚合物結(jié)晶過程的偏光顯微鏡裝置，主要用于 超聲作用下在線觀測聚合物的結(jié)晶過程。
背景技術(shù)：
聚合物超聲化學的研究始于上世紀五十年代。最早被用于聚合溶液中，稱為“溶液 超聲技術(shù)”。最近二十年開始興起超聲作用于聚合物熔體的研究，稱為“熔體超聲技術(shù)”。研 究發(fā)現(xiàn)，超聲輻照可以增大熔體的流動性，降低擠出壓力，提高擠出產(chǎn)量，改善制品性能。與 低頻機械振動相比，超聲波無噪聲，在微米級的水平上便可以改變?nèi)垠w的流變性和粘彈性， 對改善制品性能更為有效。S. L. Peshkovskii 等人(S. L. Peshkovskii, M. L. Fridman and A. I. Tukachinskii, etal. Polymer Composites, 1983,4(2), 126)在對 HDPE 與珠光巖和高 嶺土的填充體系的研究中發(fā)現(xiàn)，超聲作用后分散相無機粒子的平均尺寸變小，尺寸分布變 窄，使其在HDPE基體中分散更均勻。曹玉榮等(Y. Cao,M. Xiang, and H. Li, J. Appl. Polym. Sci.，2002，84(10)，1956)又采用了一種靜態(tài)超聲裝置進行實驗。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，適宜的超聲 作用對改善與PP分散性及相容性差的成核劑效果明顯，使得部分體系中晶面間距及晶胞 尺寸大幅度減小。并且一定功率的超聲輻照使某些體系中出現(xiàn)了 β晶，而另一些體系中則 出現(xiàn)了晶面的擇優(yōu)生長。偏光顯微鏡是鑒定物質(zhì)細微結(jié)構(gòu)光學性質(zhì)的一種顯微鏡，目前國內(nèi)外普遍采用的 偏光顯微鏡主要用于常規(guī)條件下觀測聚合物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。上海彼愛姆光學儀器制造有限 公司制造的BM-59XCC電腦型偏光顯微鏡配備了 CXD攝像頭，可將圖像轉(zhuǎn)移至計算機上，放 大倍數(shù)也達到了 630倍；德國蔡司公司制造的Axiostar型偏光顯微鏡，采用了最新的生產(chǎn) 技術(shù)，同時裝配了冷熱臺，能夠?qū)崿F(xiàn)高溫下的觀測；復旦大學最新研發(fā)的倒置偏光長工作距 離高分辨率耐高溫熱臺顯微鏡，實現(xiàn)了高溫下對聚合物形貌進行高分辨率長時間的實時觀 測。但迄今為止，國內(nèi)外市場上尚未出現(xiàn)超聲作用下在線觀測聚合物結(jié)晶結(jié)構(gòu)變化的偏光 顯微鏡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的不足與缺陷，在不改變原有偏光顯微鏡光 路系統(tǒng)和觀察方法的基礎上，對原有儀器加以改進，提供一種可觀測超聲條件下聚合物結(jié) 晶過程的偏光顯微鏡裝置，使其應用范圍得到極大的擴展。為達到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是本發(fā)明的偏光顯微鏡主要組成部分包括觀測裝置、像轉(zhuǎn)移裝置、加熱裝置、超聲 發(fā)生裝置、光源、樣品臺。光源通過兩側(cè)的兩個可轉(zhuǎn)動軸承固定于底座上，樣品臺通過螺絲 與加熱裝置直接固定在一起，加熱裝置可以實現(xiàn)對樣品臺的溫度調(diào)節(jié)和控制。在加熱裝置 的外層放置超聲發(fā)生裝置，兩塊超聲振板放置在加熱裝置的兩側(cè)超聲振板和加熱裝置之間 通過焊接鋼條連接在一起，超聲發(fā)生器放置在一旁，發(fā)生器與振板之間采用帶插座的高頻
3連接。樣品臺的上方為像轉(zhuǎn)移裝置，通過一個彎曲的鏡臂與底座相連并用螺絲固定。觀測 裝置直接與像轉(zhuǎn)移裝置采用固定螺絲固定，將數(shù)碼相機直接插入觀測口中，并在觀測口前 部加一適配鏡以保證在計算機屏幕上的成像效果。本發(fā)明的一個主要改進點就是像轉(zhuǎn)移裝置，它是利用透鏡成像原理，將超聲作用 下的聚合物結(jié)晶形貌圖像轉(zhuǎn)移至可觀察區(qū)域，再利用觀測裝置研究超聲作用下聚合物的動 態(tài)結(jié)晶過程。像轉(zhuǎn)移裝置，包括實像接收屏，像距校準手輪、透鏡筒、凸透鏡、上耐高溫光學 鏡片、由耐高溫絕熱環(huán)和耐高溫絕熱層組成的耐高溫絕熱裝置、真空筒、下耐高溫光學鏡 片。真空筒由上耐高溫光學鏡片，下耐高溫光學鏡片，耐高溫絕熱環(huán)和耐高溫絕熱層共同 構(gòu)成，所使用的耐高溫材料均采用耐高溫工程塑料，也可為無機絕熱材料，保證在200°C以 上仍具有足夠的強度，防止由于受熱變形而使樣品形貌難以被準確的觀測到。下耐高溫光 學鏡片通過卡槽固定于耐高溫絕熱層，上耐高溫光學鏡片同樣通過卡槽固定于耐高溫絕熱 環(huán)，耐高溫絕熱環(huán)與耐高溫絕熱層和透鏡腔壁通過螺紋固定。凸透鏡通過凹槽直接固定于 透鏡筒中，像距校準手輪通過螺紋與透鏡筒相連，并經(jīng)齒輪系統(tǒng)與實像接收屏相連，可以控 制并調(diào)節(jié)實像接收屏的高度，使得透過凸透鏡而成的像可以清晰的呈現(xiàn)在實像接收屏上， 并可以通過觀測裝置觀測到。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案一種可觀測超聲條件下聚合物結(jié)晶過程的偏光顯微鏡裝置，包括一個安置在光源 發(fā)生器上方的樣品臺，其特征在于所述樣品臺固定在一個上下開口的圓筒形加熱裝置中， 該圓筒加熱裝置的外側(cè)裝有一個超聲發(fā)生裝置，在所述樣品臺上擱置一個像轉(zhuǎn)移裝置，在 該像轉(zhuǎn)移裝置的上方設置一個觀測裝置；所述像轉(zhuǎn)移裝置利用透鏡成像原理，將超聲作用 下的聚合物的結(jié)晶形貌圖像轉(zhuǎn)移至可觀察區(qū)域，再利用所述觀測裝置對超聲作用下聚合物 的動態(tài)結(jié)晶過程進行觀察研究。所述像轉(zhuǎn)移裝置包括實像接收屏、像距校準手輪、透鏡筒、凸透鏡、上耐高溫光學 鏡片、耐高溫絕熱環(huán)、耐高溫絕熱層、真空筒和下耐高溫光學鏡片；所述透鏡筒下端與耐高 溫絕熱環(huán)螺紋旋接，耐高溫絕熱環(huán)的下端與真空筒的上端螺紋旋接，上耐高溫光學鏡片嵌 裝在耐高溫絕熱環(huán)內(nèi)壁凹槽內(nèi)，下耐高溫光學鏡片嵌裝在真空筒下部內(nèi)壁凹槽內(nèi)，凸透鏡 嵌裝在像距校準手輪內(nèi)壁凹槽內(nèi)，像距校準手輪與透鏡筒螺紋旋接，像距校準手輪經(jīng)齒輪 系統(tǒng)與實像接收屏相連，可控制和調(diào)節(jié)實像接收屏的高度，使得透過凸透鏡的成像清晰呈 現(xiàn)在實像接收屏上。所述超聲發(fā)生裝置是兩塊超聲振板放置在加熱裝置的兩側(cè)，超聲振板與加熱裝 置之間通過焊接鋼條連接在一起，超聲發(fā)生器安置在一旁，超聲發(fā)生器與超聲振板之間采 用帶插座的高頻連接。所述觀測裝置是一個觀測筒上插置一臺數(shù)碼相機，數(shù)碼相機連接計算機。本發(fā)明可用于觀測超聲條件下聚合物的結(jié)晶過程，具體過程如下光源產(chǎn)生一束單色光，透過樣品后經(jīng)真空腔到達凸透鏡，根據(jù)透鏡成像原理，樣品 到凸透鏡的距離大于透鏡焦距時，即會在透鏡后成一倒立實像，因此經(jīng)過凸透鏡的光線會 在實像接收屏上成一實像，通過調(diào)節(jié)像距校準手輪，就可以得到最清晰的實像，然后通過觀 測裝置即可在計算機屏幕上看到清晰的圖像并記錄樣品隨時間和溫度的變化而出現(xiàn)的形 貌變化過程。通過此偏光顯微鏡觀測聚合物即可實現(xiàn)對于超聲作用下聚合物樣品結(jié)晶過程
4的動態(tài)觀測。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點本發(fā)明的偏光顯微鏡裝置上設有加熱裝置和超聲裝置，能夠在線觀測超聲作用下 聚合物樣品結(jié)晶的動態(tài)過程，極大擴展了偏光顯微鏡的應用范圍。


圖1為本發(fā)明中可觀測超聲條件下聚合物結(jié)晶過程的偏光顯微鏡結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中的像轉(zhuǎn)移裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實施例結(jié)合

如下實施例1 參見圖1，本可觀測超聲條件下聚合物結(jié)晶過程的偏光顯微鏡裝置，包 括一個安置在光源發(fā)生器5上方的樣品臺6，所述樣品臺6固定在一個上下開口的圓筒形加 熱裝置3中，該圓筒加熱裝置3的外側(cè)裝有一個超聲發(fā)生裝置4，在所述樣品臺6上擱置一 個像轉(zhuǎn)移裝置2，在該像轉(zhuǎn)移裝置2的上方設置一個觀測裝置1 ；所述像轉(zhuǎn)移裝置2利用透 鏡成像原理，將超聲作用下的聚合物的結(jié)晶形貌圖像轉(zhuǎn)移至可觀察區(qū)域，再利用所述觀測 裝置1對超聲作用下聚合物的動態(tài)結(jié)晶過程進行觀察研究。實施例2 本實施例與實施例1基本相同，特別之處如下參見圖2，所述像轉(zhuǎn)移裝 置2包括實像接收屏7、像距校準手輪8、透鏡筒9、凸透鏡10、上耐高溫光學鏡片11、耐高溫 絕熱環(huán)12、耐高溫絕熱層13、真空筒14和下耐高溫光學鏡片15 ；所述透鏡筒9下端與耐高 溫絕熱環(huán)12螺紋旋接，耐高溫絕熱環(huán)12的下端與真空筒14的上端螺紋旋接，上耐高溫光 學鏡片11嵌裝在耐高溫絕熱環(huán)12內(nèi)壁凹槽內(nèi)，下耐高溫光學鏡片15嵌裝在真空筒14下 部內(nèi)壁凹槽內(nèi)，凸透鏡10嵌裝在像距校準手輪8內(nèi)壁凹槽內(nèi)，像距校準手輪8與透鏡筒9 螺紋旋接，像距校準手輪8經(jīng)齒輪系統(tǒng)與實像接收屏7相連，可控制和調(diào)節(jié)實像接收屏7的 高度，使得透過凸透鏡10的成像清晰呈現(xiàn)在實像接收屏7上。所述超聲發(fā)生裝置4是兩塊超聲振板放置在加熱裝置3的兩側(cè)，超聲振板與加熱 裝置之間通過焊接鋼條連接在一起，超聲發(fā)生器安置在一旁，超聲發(fā)生器與超聲振板之間 采用帶插座的高頻連接。所述觀測裝置1是一個觀測筒上插置一臺數(shù)碼相機，數(shù)碼相機連接計算機。
權(quán)利要求
一種可觀測超聲條件下聚合物結(jié)晶過程的偏光顯微鏡裝置，包括一個安置在光源發(fā)生器(5)上方的樣品臺(6)，其特征在于所述樣品臺(6)固定在一個上下開口的圓筒形加熱裝置(3)中，該圓筒加熱裝置(3)的外側(cè)裝有一個超聲發(fā)生裝置(4)，在所述樣品臺(6)上擱置一個像轉(zhuǎn)移裝置(2)，在該像轉(zhuǎn)移裝置(2)的上方設置一個觀測裝置(1)；所述像轉(zhuǎn)移裝置(2)利用透鏡成像原理，將超聲作用下的聚合物的結(jié)晶形貌圖像轉(zhuǎn)移至可觀察區(qū)域，再利用所述觀測裝置(1)對超聲作用下聚合物的動態(tài)結(jié)晶過程進行觀察研究。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可觀測超聲條件下聚合物結(jié)晶過程的偏光顯微鏡裝置，其 特征在于所述像轉(zhuǎn)移裝置(2)包括實像接收屏(7)、像距校準手輪(8)、透鏡筒(9)、凸透鏡 (10)、上耐高溫光學鏡片(11)、耐高溫絕熱環(huán)(12)、耐高溫絕熱層(13)、真空筒(14)和下 耐高溫光學鏡片(15)；所述透鏡筒(9)下端與耐高溫絕熱環(huán)(12)螺紋旋接，耐高溫絕熱 環(huán)(12)的下端與真空筒(14)的上端螺紋旋接，上耐高溫光學鏡片(11)嵌裝在耐高溫絕熱 環(huán)(12)內(nèi)壁凹槽內(nèi)，下耐高溫光學鏡片(15)嵌裝在真空筒(14)下部內(nèi)壁凹槽內(nèi)，凸透鏡 (10)嵌裝在像距校準手輪(8)內(nèi)壁凹槽內(nèi)，像距校準手輪(8)與透鏡筒(9)螺紋旋接，像距 校準手輪(8)經(jīng)齒輪系統(tǒng)與實像接收屏(7)相連，可控制和調(diào)節(jié)實像接收屏(7)的高度，使 得透過凸透鏡(10)的成像清晰呈現(xiàn)在實像接收屏(7)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可觀測超聲條件下聚合物結(jié)晶過程的偏光顯微鏡裝置，其特 征在于所述超聲發(fā)生裝置(4)是兩塊超聲振板放置在加熱裝置(3)的兩側(cè)，超聲振板與加 熱裝置之間通過焊接鋼條連接在一起，超聲發(fā)生器安置在一旁，超聲發(fā)生器與超聲振板之 間采用帶插座的高頻連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可觀測超聲條件下聚合物結(jié)晶過程的偏光顯微鏡裝置，其特 征在于所述觀測裝置(1)是一個觀測筒上插置一臺數(shù)碼相機，數(shù)碼相機連接計算機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可觀測超聲條件下聚合物結(jié)晶過程的偏光顯微鏡裝置。它包括一個安置在光源發(fā)生器上方的樣品臺，樣品臺固定在一個上下開口的圓筒形加熱裝置中，該加熱裝置的外側(cè)裝有一個超聲發(fā)生裝置，樣品臺上擱置一個像轉(zhuǎn)移裝置，像轉(zhuǎn)移裝置上方設置一個觀測裝置。像轉(zhuǎn)移裝置利用透鏡成像原理，將超聲作用下的聚合物結(jié)晶貌圖像轉(zhuǎn)移至可觀察區(qū)域，再利用觀測裝置對超聲作用下聚合物的動態(tài)結(jié)晶過程進行觀察研究。本發(fā)明極大擴展了偏光顯微鏡的應用范圍。
文檔編號C30B29/58GK101980066SQ201010186229
公開日2011年2月23日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者劉麗, 吳文潭, 周杰 申請人:上海大學