专利名称：便携式塑料及高分子材料主要成份检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测仪，尤其涉及一种便携式塑料及高分子材料主要成份 检测仪。
技术背景目前，高分子材料尤其是塑料材料的发展十分迅速，各种塑料新材料不断 增加，随之而来的是与高分子及塑料行业有关的主要成份检测设备的发展相对 滞后，目前在市场上，在一些生产、使用、回收高分子及塑料行业中，对高分 子及塑料主要成份的鉴定都是在大型、并且专项检测设备上进行，这种检测方 法的缺点是仪器设备昂贵、检测项目多、必须成套使用、只能在实验室条件 下进行，检测费用高等缺点。而市场上最缺的就是能够进行现场检测、现场鉴 定各种高分子及塑料主要成份、而且体积小便于携带、造价低廉、使用方便的 检测仪器。 发明内容本发明的目的在于针对目前塑料材料成分检测中存在的问题，研究并设计 一种便携式、多功能、微型的可用于现场检测的塑料及高分子主要成份检测设备o本发明所设计的仪器有两部分组成 一部分为物理指标检测部分，原理是 利用各种高分子材料其主要成份不同，则熔点也不同，熔点与主要成份间有其 一一对应的关系。设计出在专用的检测容器中精确检测出不同的塑料及高分子 主要成份溶化时的温度数据，之后对数据进行分类处理，从而确定塑料及高分 子材料的主要成份的物理检测方法。另一部分为化学主要成份分析部分，原理 是不同的高分子材料在不同的化学溶剂处理下，其溶解条件不同，利用此原 理设计出在不同溶剂的试管中放入待测的塑料及高分子材料，然后将试管加热， 测出所对应的溶解度数据，从而确定塑料及高分子材料的主要成份的化学检测 方法。本发明的仪器将这两种测试方法集中设计于一台微型检测仪。从根本上 实了现场就可检测出塑料及高分子材料的主要成份。其采用的技术手段如下 一种便携式塑料及高分子材料主要成份检测仪，其特征在于包括试剂 区、光电透视区、化学测试工具区、取样工具区、压流测试区、参数显示区、 外接电源接口和控制台；所述试剂区，包括一种以上的溶剂，能够对塑料及高分子材料在不同的温 度下进行溶解；所述光电透视区，通过光电管进行检测；压流测试区，通过对被测材料加热确定其熔融温度，从而确定被测材料的 主要成分；参数显示区，用于加热的温度显示和/或温度对应的塑料样的成份；控制台，包括控制加热速度开关、提供充电系统报警显示及基点报警显示；所述试剂区、化学测试工具区、取样工具区和光电透视区构成化学测试部 分；所述取样工具区和压流测试区构成物理测试部分；在使用化学测试部分和/ 或物理测试部分进行测试时通过参数显示区和控制台进行参数显示和控制。所述压流测试区包括柱塞、保温及加热层、支撑体、压网、样品杯、压 杆、样品和电阻丝组成；将被测试样放入料杯中，网板与试样紧密接触，网板 被柱塞压住，柱塞被压杆压住，测试前压杆在弹簧的作用下产生平衡，标尺指 示一待测数值；测试时通过电阻丝将加热体加热，使被测试件熔化，被测试件 由固态转变为液态，其液体通过带孔的网板流入棱状的柱塞中，压杆开始下降， 相对应的标尺数字变化直到达到一个稳态值为止，记录下稳态值时的温度数据。 所述柱塞被设计成棱形截面；板截面被设计成孔状孔板。这种检测仪的特点是结构相对简单、测试方法简便、测试的准确度高、 不需要专业的技术人员操作，用户不经培训就可以直接使用等优点。尤其是这 种仪器体积小巧，携带方便，显示直观，这对于有些行业如废旧材料回收、 废旧塑料再生、生产、流通等领域有着特别重要的实际意义。本发明的仪器可 应用于塑料回收行业、塑料加工行业、塑料合成行业、塑料制品以及其它高分 子产品的产品鉴定及检测。也可用于大专院校、科研机构的教学及研究实验中。
图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的物理检测单元的结构示意图；图3为本发明的柱塞截面示意图； 图4为本发明的网板截面示意图； 图1本发明的说明书摘要附图。图中1、试剂区，2、光电透视区，3、化学测试工具区，5、取样工具区，6、压流测试区，7、参数显示区，8、外接电源接口， 9、控制台，10、 11、柱塞，12、保温及加热层，13、支撑体，14、压网，15、样品杯16、压 杆17、标尺，18、弹簧，19、加热体，20、被测试件，21、电阻丝。
具体实施方式
如图1所示，本发明仪器包括物理测试法和化学测试法两种方法组成仪器主要由压流测试区6、化学测试工具区3、取样工具区5、光电透视区2、试剂区1、参数显示区7和控制台9等部件组成。本发明中控制台上有三种功能 控制加热速度一一每分钟上升温度、提供充电系统报显示一一指示灯开关及提 供压杆降落到基点报警一一声光；光电透视区2的作用是夹持试管在试管的一 边射出较强的光，根据光线透过的情况，确定溶解性能；取样工具区5采用钳 子、镊子、剪刀、勺等常用工具。其中物理测试法的工作原理是采用压流标定法进行检测，工作的核心部 分为压流测试区6其具体组成如附图2所示，它包括支撑体13、柱塞ll、压 网14、样品杯15、被测试件20、压杆16、保温及加热层12、电阻丝21等组成； 利用杠杆原理即将被测试件20放入料杯中，网板14与被测试件20紧密接触， 网板14被柱塞11重力压住，而柱塞11又被压杆16重力压住，未测试之前 杠杆在弹簧18的作用下保持在一个平衡位置，此时标尺17指示的数值为一待 测数值；当测试开始通过电阻丝21将加热体19加热，当达到被测试件20的熔 化温度后，被测试件20则开始由固态转变为液态，其液体通过带孔的网板14 流入棱状的柱塞ll中，此时压杆16开始下降，相对应的标尺17数字变化直到 达到一个稳态值为止，记录下稳态值时的温度数据，根据塑料及高分子材料主 要成份与溶点的对应关系表，就可以确定塑料及高分子材料的主要成份。如附 图3所示柱塞11被设计成棱形截面，其目的是当被测试物有固体变成液体时， 便于液体以及气体流出测试件，使操作人员能够观察到变化过程。如图4所示 网板14截面被设计成孔状孔板，目的也是方便被测试液体或气体溢流。化学测试部分由试剂区l、化学测试工具区3、取样工具区5、光电透视区 2、化学测试工具区3等组成。其原理是试剂区1的试管中放置了各种不同的溶剂，通过使用不同的溶剂对塑料及高分子材料在不同的温度下进行溶解处理，在光电透视区2的光电管上进行检测，根据溶解温度与溶剂之间的关系，从而 确定出被测物质的主要成份来；化学检测是利用聚合物溶解于某种化学试剂中 的原理进行a、 用工具取4 8克样品，可能粉碎，放入管屮。b、 分别放入溶剂，观察其溶解情况。c、 把试管放在充电检测装置上， 一面身入灯光、对面有接受光器，当全部 溶解时，有光穿过，射入到受光器上，报警。d、 如果样品有色，或溶解不透明，靠搅拌玻璃棒，直观观测确定。例如在装料杯中，塑料会有空隙，经过机械压实，空隙会减少，直到熔 化，空隙减至最少；由于此过程是以物料的重量为准(4 5克)不会影响压杆 的最后移动距离；根据显示区显示的样品熔融温，可以提供可能的样品组成， 另外根据样品组成的数量，可以选择样品适应的深剂，最终确定主要样品的成 份。有一样品是PET，作熔点时，温度在275 285。C之间，在此温度下，有PET、 PA两个品种，且PA溶于浓酸，PET不溶，可现用浓酸放入试管中，把样品放入 试管，观测是否溶解，若溶解为PA，溶解是PET;这样经过物理检测划分大类， 再用化学法作进一步确定，直达测定与实际相符合。化学鉴别法采用排除法，利用高聚物对不同溶剂的溶解性能的区别，鉴 别未知高聚物的主要成份。鉴别的工艺流程如下第一类将试样放在甲苯溶液中，在仪器上加热，在灯下观察溶解的情况， 如果溶解再放入到乙酸乙酯中，如果溶解，再放入到四氯化碳溶液中，如果溶解，可以初步判断为PS。如果四氯化碳处不溶解，放入KOH乙醇溶液中，如果相溶，可以初步判断 为聚丙烯酸酯，如果KOH乙醇溶液处不相溶，可以初步判断为聚甲基丙烯甲酯。 如果乙酸乙酯处不相溶，四氯化碳处相溶，可以初步判断为聚异丁烯，如果四 氯化碳不相溶，可以初步判断为PP或PE，区分PP和PE可以根据其熔点。如果甲苯溶液不相溶，乙酸乙酯溶液也不相溶四氯化碳溶液也不相溶，放 入到环乙酮溶液中，相溶为PVC，不相溶放到甲酚溶液中，不相溶为聚酰胺，相溶放入氯代苯中，不相溶为聚三氟氯乙烯，相溶放入到DMF中，相溶为聚甲醛， 不相溶为PTFE.如果乙酸乙酯溶液相溶，四氯化碳溶液不相溶，为聚乙烯醇縮丁醛，如果 不相溶，放入到乙醇中，如果相溶为聚乙烯醇乙醛，如果不相溶，放入甲酸戊 酯中，相溶为硝酸纤维素，不相溶，放入乙酸戊酯中，相溶为氯乙烯一乙酸乙 烯共聚物，如果不相溶，放入乙酸中，相溶时为乙酸纤维素，不相溶时为聚偏 氯乙烯。经过上述化学排除法，可以初步判别试样的成分，再与试样的熔点相 对应，可以基本掌握材料的真实成分。为更好达到测试效果，本发明还可以配备有计算机接口，有必要的话，将 仪器配备有测试仪器相配套的分析软件，可以通过计算机进行精确分析，绘制 出精确图表与曲线，由数字直接显示出测试成分结果；。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护 范围之内。
权利要求
1、一种便携式塑料及高分子材料主要成份检测仪，其特征在于包括试剂区(1)、光电透视区(2)、化学测试工具区(3)、取样工具区(5)、压流测试区(6)、参数显示区(7)、外接电源接口(8)和控制台(9)；所述试剂区(1)，包括一种以上的溶剂，能够对塑料及高分子材料在不同的温度下进行溶解；所述光电透视区(2)，通过光电管进行检测；压流测试区(6)，通过对被测材料加热确定其熔融温度，从而确定被测材料的主要成分；参数显示区(7)，用于加热的温度显示和/或温度对应的塑料样的成份；控制台(9)，包括控制加热速度开关、提供充电系统报警显示及基点报警显示装置；所述试剂区(1)、化学测试工具区(3)、取样工具区(5)和光电透视区(2)构成化学测试部分；所述取样工具区(5)和压流测试区(6)构成物理测试部分；在使用化学测试部分和/或物理测试部分进行测试时通过参数显示区(7)和控制台(9)进行参数显示和控制。
2、 根据权利要求1所述便携式塑料及高分子材料主要成份检测仪，其特征 在于所述压流测试区(6)包括柱塞(11)、保温及加热层(12)、支撑体(13)、 压网(14)、样品杯(15)、压杆(16)、样品(20)和电阻丝(21)组成；将被 测试样(20)放入料杯中，网板(14)与试样(20)紧密接触，网板(14)被 柱塞(11)压住，柱塞(11)被压杆(16)压住，测试前压杆(16)在弹簧(18) 的作用下产生平衡，标尺(17)指示一待测数值；测试时通过电阻丝(21)将 加热体(19)加热，使被测试件(20)熔化，被测试件(20)由固态转变为液 态，其液体通过带孔的网板(14)流入棱状的柱塞(11)中，压杆(16)下降， 相对应的标尺(17)数字变化，达到一个稳态值后记录其温度数据。
3、 根据权利要求2所述便携式塑料及高分子材料主要成份检测仪，其特征 在于所述柱塞(11)被设计成棱形截面；板(14)截面被设计成孔状孔板。
全文摘要
本发明公开了一种便携式塑料及高分子材料主要成份检测仪，包括试剂区、光电透视区、化学测试工具区、取样工具区、压流测试区、参数显示区、外接电源接口和控制台；其中试剂区、化学测试工具区、取样工具区和光电透视区构成化学测试部分；所述取样工具区和压流测试区构成物理测试部分；在使用化学测试部分和/或物理测试部分进行测试时通过参数显示区和控制台进行参数显示和控制。本发明提供的检测仪具有结构相对简单、仪器体积小巧，携带方便，显示直观，这对于有些行业如废旧材料回收、废旧塑料再生、生产、流通等领域有着特别重要的实际意义。
文档编号G01N33/44GK101221165SQ20081001022
公开日2008年7月16日 申请日期2008年1月24日 优先权日2008年1月24日
发明者徐德增, 祖龙起 申请人:大连工业大学