基于音叉式石英晶振的聚合物玻璃转化温度的测量装置及方法

摘要

本发明涉及聚合物玻璃转化温度测量领域，具体为一种基于音叉式石英晶振的聚合物玻璃转化温度的测量方法及装置。解决了目前缺乏一种具有高灵敏度的聚合物玻璃转化温度测量装置以及方法的技术问题。本发明的有益效果是：一、音叉式石英晶振作为一种极为灵敏的力学传感器可以提高聚合物动态力学分析的灵敏度，达到10^-9-10^-12N级别力学分辨率；二、基于音叉式石英晶振的聚合物玻璃转化温度测量装置只需要10^-9克的样品，极大地减少了传统测试中所需的样品量（mg量级），可以针对微量样品进行玻璃转化温度测量；三、由于所测的聚合物细线直径仅为10µm，长度为1mm,重量仅为10^-9g，极大地提高了热传导速率，缩短了测量时间。

主权项

一种基于音叉式石英晶振的聚合物玻璃转化温度测量装置，其特征在于，包括一个聚合物加热装置以及一套外围测量装置；所述的聚合物加热装置包括内部为中空且顶部设有开口的三棱柱形聚合物加热池（5）、分别紧贴在三棱柱形聚合物加热池（5）三个侧壁外侧的三个电阻加热器（6）、向电阻加热器（6）供电的变压器（13）、由三棱柱形聚合物加热池（5）顶部开口伸入三棱柱形聚合物加热池（5）内的温度传感器（7）、与温度传感器（7）信号输出端相连接的温度采集模块（12）以及设在三棱柱形聚合物加热池（5）内的音叉式石英晶振（8）；待测聚合物样品被制备成微米级聚合物细线（9），并被桥接在音叉式石英晶振（8）的位于同一侧的两个振臂侧面之间；音叉式石英晶振（8）的两个引脚由开在三棱柱形聚合物加热池（5）底部的小孔穿出；所述一套外围测量装置包括一台函数发生器（2）、一个跨阻抗前置放大器（3）、一台锁相放大器（4）以及一台带有数据采集卡的计算机（1）；音叉式石英晶振（8）的第一引脚（10）连接函数发生器（2）的信号输出端，音叉式石英晶振（8）的第二引脚（11）通过跨阻抗前置放大器（3）与锁相放大器（4）相连接；锁相放大器（4）的信号输出端与数据采集卡的一个信号输入端相连接；数据采集卡的信号输出端与计算机的信号输入端相连接；温度采集模块（12）的信号输出端与数据采集卡的另一个信号输入端相连接；所述函数发生器（2）的同步信号输出端与锁相放大器（4）的同步信号输入端相连接，计算机的信号输出端与函数发生器（2）的信号输入端相连接。