辐照交联管材产品交联度的表征系统及表征方法

摘要

本发明揭示了一种辐照交联管材产品交联度的表征系统及表征方法，其中该表征系统包括：温控烘箱，用以提供温度稳定的热循环空气；热循环风道，与所述温控烘箱联通；外径检测仪，设置于所述热风循环风道两侧，以检测所述热循环风道的内部待测管材的外径尺寸；控制处理单元，与所述外径检测仪电性连接，以接收、分析所述外径检测仪所检测的数据；充气管道，与待测管材连接；调压阀装置，与所述控制处理单元电性连接，并与所述充气管道连接，以调节待测管材内部气压；输入输出装置，与所述控制处理单元连接。相较于现有技术中的测定辐照管材交联度的方法，提高了交联度检测的准确性，对实际生产具有重要的指导意义。

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料生产技术领域，且特别涉及一种辐照交联管材产品 交联度的表征系统及表征方法。

背景技术

辐照交联改性部分高分子材料改性的重要方法，该方法广泛使用与多个领 域中，如电线、发泡材料、热缩管产品的生产过程中，其中电线、热缩管的应 用更为广泛。辐照交联依靠加速后的电子辐射到产品中，使被辐照产品的分子 链由线性结构转化为网状结构，赋予材料更好的强度等力学性能，赋予产品形 状记忆功能，加上该改性方式改性时间短、辐照过程简单、效率高等特点，被 广泛应用于热缩管的生产过程中。

交联度为衡量辐照产品质量的重要标志，交联度的大小本身对产品性能有 很大影响，同时对辐照后的产品进行后续加工影响显著，交联度过低产品力学 性能容易达不到要求，交联度过高，对后续的工序的工艺要求高，甚至无法进 行有效加工，因此交联度的控制成为辐照过程中的重要控制参数。

但是目前测量辐照产品的交联度的两种表征方法存在明显的优缺点：1、萃 取法测量凝胶含量，该方法可较为准确测定产品的交联度，但是测定样品耗时 长，单个样品的测定时长在48小时以上，无法满足实际生产过程中在极短的时 间内获取交联度数据的要求，实际中极少采用本方式。2、热延伸测定法，本方 法将辐照产品按照截面积的大小计算轴向负重，将产品放置于一定温度的烘箱 中一定时间，通过测量产品负重拉伸的长度变化计算热延伸率，侧面表征产品 的交联度，但是本方法仅表征产品轴向的长度变化率，由于辐照管材挤出过程 中产品分子链的取向作用，产品轴向和径向存在巨大差异，而后面扩张工序的 作用点为径向的内外径的扩张变化，因此采用热延伸方式作为辐照工序的参数 控制，存在准确性不高，合理性不够，加上测试手法误差加大，同时该方式和 实际扩张工序的设置差异巨大，无法对扩张工序进行有效的指导和参考。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在解决现有技术中，辐照产品的交联度的测量不准确， 误差较大等技术问题。

本发明提供一种辐照交联管材产品交联度的表征系统，其包括：温控烘箱， 用以提供温度稳定的热循环空气；热循环风道，与所述温控烘箱联通；外径检 测仪，设置于所述热风循环风道两侧，以检测所述热循环风道的内部待测管材 的外径尺寸；控制处理单元，与所述外径检测仪电性连接，以接收、分析所述 外径检测仪所检测的数据；充气管道，与待测管材连接；调压阀装置，与所述 控制处理单元电性连接，并与所述充气管道连接，以调节待测管材内部气压； 输入输出装置，与所述控制处理单元连接。

进一步的，所述温控烘箱的温度范围为23~200℃，温控精度为±2℃。

进一步的，所述管材固定装置，设置于所述热循环风道的两端，用以固定 待测管材。

进一步的，还包括：温控探头设置于所述热循环风道内，用于测定所述热 循环风道内的温度。

进一步的，所述热循环风道两侧具有高透明玻璃窗口。

进一步的，所述输入输出装置为一触摸屏。

本发明还提供一种辐照交联管材产品交联度的表征方法，其包括以下步骤： 开启温控烘箱，并升温至设定温度；测定好待测管材的内径和壁厚，将待测管 材固定在热循环风道内；将待测管材一端压紧密封，另一端和充气管道相连； 将温控烘箱的热空气吸入热循环风道中达到设定温度；对待测管材进行充气加 压；利用外径检测仪测得待测管材的外径数据并发送至控制处理单元进行处理 分析；通过输入输出装置显示处理分析结果。

综上所述，本发明提供的辐照交联管材产品交联度的表征系统及表征方法 相较于现有技术中的测定辐照管材交联度的方法，可除挤出加工工序中由于加 工过程中导致的分子链取向不同引起的径向热延伸差异等导致交联度检测不准 确的问题，提高了检测的准确性，对实际生产具有重要的指导意义。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的辐照交联管材产品交联度的表征系统结 构示意图；

图2所示为本发明一实施例提供的辐照交联管材产品交联度的表征方法的 流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施 方式作进一步的说明。

请参见图1，其所示为本发明一实施例提供的辐照交联管材产品交联度的表 征系统结构示意图。

该辐照交联管材产品交联度的表征系统，其包括：温控烘箱110，用以提供 温度稳定的热循环空气；热循环风道120，与所述温控烘箱110联通；外径检测 仪130，设置于所述热风循环风道120两侧，以检测所述热循环风道的内部待测 管材200的外径尺寸；控制处理单元140，与所述外径检测仪130电性连接，以 接收、分析所述外径检测仪130所检测的数据；充气管道150，与待测管材200 连接；调压阀装置160，与所述控制处理单元140电性连接，并与所述充气管道 150连接，以调节待测管材200内部气压；输入输出装置170，与所述控制处理 单元140连接。用以设定温度、气压等参数，并输出检测处理分析结果。

进一步的，所述温控烘箱110的温度范围为23~200℃，温控精度为±2℃。

进一步的，还包括：所述管材固定装置180，设置于所述热循环风道120的 两端，用以固定待测管材200。

进一步的，还包括：温控探头190设置于所述热循环风道120内，用于测 定所述热循环风道120内的温度。

进一步的，所述热循环风道120两侧具有高透明玻璃窗口121。

进一步的，所述输入输出装置170为一触摸屏，方便进行输入及显示。

请参见图2，本发明实施例还提供一种辐照交联管材产品交联度的表征方 法，其包括以下步骤：

S310开启温控烘箱110，并升温至设定温度；

S320测定好待测管材200的内径和壁厚，将待测管材200固定在热循环风 道120内；

S330将待测管材200一端压紧密封，另一端和充气管道150相连；

S340将温控烘箱110的热空气吸入热循环风道120中达到设定温度；

S350对待测管材200进行充气加压；

S360利用外径检测仪130测得待测管材的外径数据并发送至控制处理单元 140进行处理分析；

S370通过输入输出装置170显示检测处理分析结果。

该表征方法具体详述如下：

先将温控烘箱110开启，并升温至指定温度，此时热循环风道120和温控 烘箱110之间的连接风孔挡板关闭，同时测定好待测管材200的内径和壁厚， 将待测管材200安装于管材固定装置180上，靠近风机3的待测管材200的一 端压紧密封，另一端和快速连接接头2相连，使待测管材200和充气管道7相 连。同时将热循环风道的上盖盖好并密封，待温控烘箱110温度到达指定温度 后，打开热循环风道120和温控烘箱110之间的连接孔挡板，同时打开电机400 开关带动风机300，将温控烘箱110的热空气吸入热循环风道120中，同时将待 测管材200的内径壁厚参数通过输入输出装置170，如触摸屏输入，待热循环风 道120内的温度达到设定温度时，通过触摸屏上的开关打开内压加压开关，调 压阀装置160根据要求输出相应的内压，通过充气管道150输入到待测管材200 内，同时外径检测仪130将所测得外径数据发送至控制处理单元140，并显示于 输入输出装置170上，随着待测管材200内部气压的增加，实时绘制出待测管 材200的外径曲线，待时间到达设置的时间，根据外径的变化量，控制处理单 元140计算出待测管外径变化率，同时获得外径变化的相应速度等参数，在本 发明实施例中，根据工艺特点的差异，在控制处理单元140设置时可增加不同 模式的测定方式，实现多种模式可特定情况的外径变化率、变化速率参数，并 可实现数据的存储和分析功能。

综上所述，本发明实施例提供的辐照交联管材产品交联度的表征系统及表 征方法模拟实际热缩管扩张工序的生产工艺，可充分和目前普遍使用的热缩管 扩张工序相结合，可准确表征径向的荷载热形变。相较于现有技术中的测定辐 照管材交联度的方法，可除挤出加工工序中由于加工过程中导致的分子链取向 不同引起的径向热延伸差异等导致交联度检测不准确的问题，提高了检测的准 确性，对实际生产具有重要的指导意义。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所 属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种 的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。