測量化纖的SALS小角激光散射測量儀成功研制

 　　多年來，我國化纖測量手段和技術(shù)比較落后，“工欲善其事，必先利其器”，要使我國化纖的品種和功能趕超世界水平，必須要有先進(jìn)的測量儀器。小角激光散射法(簡稱SALS)是測量各種纖維和薄膜形態(tài)的未形變球晶和形變球晶結(jié)構(gòu)的一種重要分析技術(shù)。然而，盡管小角激光散射法理論創(chuàng)立至今已經(jīng)60余年，但因相關(guān)的技術(shù)瓶頸始終沒有突破，從而制約了儀器的研發(fā)和推廣應(yīng)用。

　　為進(jìn)一步推進(jìn)以市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制，上海東華凱利新材料科技有限公司與東華大學(xué)材料學(xué)院、上海青浦儀表廠等單位組成了產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合科研團(tuán)隊(duì)，緊隨國際材料檢測技術(shù)的發(fā)展，采用高新技術(shù)，經(jīng)過數(shù)年攻關(guān)，終于研制成功一種智能化SALA-Ⅲ型小角激光散射儀，填補(bǔ)了該產(chǎn)品的國內(nèi)空白。

　　分工明確三方各司其職

　　在由三方組成的產(chǎn)學(xué)研用攻關(guān)團(tuán)隊(duì)中，上海東華凱利新材料科技有限公司以在高分子材料以及紡織化纖新穎測量儀的研制、開發(fā)、升級換代和應(yīng)用方面的優(yōu)勢，主要負(fù)責(zé)完整的小角激光散射測量儀開發(fā)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)流程。東華大學(xué)憑借雄厚的科研實(shí)力為項(xiàng)目提供技術(shù)支撐。上海青浦儀表廠擁有各類型號的車床、銑床、刨床、磨床、鏜床、沖壓機(jī)、切邊機(jī)、熱處理設(shè)備，負(fù)責(zé)智能型SALS小角激光散射測量儀的加工和批量生產(chǎn)。

　　該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用課題負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)制，通過設(shè)立子課題，確定合作各方的責(zé)任，做到權(quán)責(zé)分明，任務(wù)明確。據(jù)項(xiàng)目帶頭人楊定海稱，產(chǎn)品開發(fā)方面充分利用項(xiàng)目單位現(xiàn)有的產(chǎn)學(xué)研用一體化條件，將所開發(fā)的技術(shù)快速應(yīng)用到規(guī)模生產(chǎn)中，縮短了技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)完成的過程和時間，產(chǎn)品生產(chǎn)方面主要利用項(xiàng)目單位現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，同時將較為專業(yè)的加工委托給專業(yè)廠家按技術(shù)要求進(jìn)行生產(chǎn)，這樣既可保證項(xiàng)目正常的投入和成本，又可帶動其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動發(fā)展。通過定期總結(jié)課題經(jīng)驗(yàn)，召集產(chǎn)學(xué)研用各方專家學(xué)者和工程技術(shù)人員會議，商討課題進(jìn)展中的難點(diǎn)、重點(diǎn)，研究成果通過產(chǎn)學(xué)研平臺及時進(jìn)行轉(zhuǎn)化，為技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化提供良好的氛圍和必要的配套措施。

　　五大創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)精確測量

　　楊定海介紹說，智能型SALS小角激光散射測量儀首次將現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用到高聚物球晶結(jié)構(gòu)的測量研究中，用來測量、研究高分子聚合物的結(jié)晶成像過程、結(jié)晶形態(tài)和球晶大小;并在不同等溫條件下，測量研究纖維、薄膜等新材料在拉伸過程中球晶結(jié)構(gòu)的微小變化，為高分子材料加工工藝的控制和球晶結(jié)構(gòu)深入研究提供便捷有效的測量儀器和方法。

　　據(jù)了解，智能型SALS小角激光散射測量儀的關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)指標(biāo)有五大創(chuàng)新點(diǎn)：高分辨率專業(yè)高、中、慢速動態(tài)攝像系統(tǒng)。采用MVC-11-3M為主件的自制高分辨率攝像系統(tǒng)，分高速、中速、慢速和全視角攝像機(jī)構(gòu)，含自動掃描、手動掃描、測距儀和自動升降調(diào)整機(jī)構(gòu);全光譜激光測量裝置及高穩(wěn)定性激光電源。包含不同波長(包括波長為6328A)的全光譜激光發(fā)生器，專用100W~1000W功率可調(diào)激光電源，全光譜激光測量裝置及高穩(wěn)定性激光電源;高聚物球晶結(jié)構(gòu)動態(tài)拉伸傳動系統(tǒng)、無級調(diào)速，全行距：200mm，最小行距：0.01mm;高溫熔融熱臺和結(jié)晶熱臺裝置。溫度范圍：控制溫度精度±0.1℃，數(shù)字設(shè)定和數(shù)字顯示。等速升溫和程序升溫，可以任意設(shè)定升溫曲線，分11檔速率，0.1℃/min、1℃/min、2℃/min、10℃/min，分辨率±0.1℃。

　　值得一提的是該團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的高級專業(yè)應(yīng)用軟件，將球晶成長全過程的圖像、相關(guān)專業(yè)圖譜包括散射光強(qiáng)分布圖、柱狀圖譜、折線圖譜處理分析及數(shù)據(jù)自動保存和打印。通過應(yīng)用專業(yè)軟件強(qiáng)大實(shí)用的處理功能、高精度的視頻采集功能、高效率的視頻編輯功能、強(qiáng)大的圖像編輯功能及智能化的數(shù)據(jù)處理功能，可以實(shí)現(xiàn)不同圖譜之間便捷切換功能、圖譜曲線縮放平移功能，按顯示比例打印預(yù)覽和打印功能，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存功能、歷史實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)用功能及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出和修正功能。

　　應(yīng)用廣泛得到用戶好評

　　在測量各類纖維和薄膜形態(tài)的過程中，國內(nèi)以往只能做到靜態(tài)觀察，而智能型SALS小角激光散射測量儀不僅能做到靜態(tài)觀察，也可以做到連續(xù)動態(tài)觀察和測量，此項(xiàng)技術(shù)在國際上尚屬首例，其對研究和改進(jìn)纖維高分子結(jié)構(gòu)和性能有著重大影響。

　　據(jù)楊定海介紹，智能型SALS小角激光散射測量儀項(xiàng)目經(jīng)過中國科學(xué)院上海科技查新咨詢中心核查結(jié)論為：智能型小角激光散射測量儀未見國內(nèi)外有此相關(guān)報道，認(rèn)定為填補(bǔ)國內(nèi)空白，并具有新穎性和良好的市場應(yīng)用價值。

　　目前，該儀器已在全國近百家211重點(diǎn)高等院校、科研院所和相關(guān)企業(yè)得到廣泛應(yīng)用，受到學(xué)校師生和用戶的一致好評。全國高等院校高分子專業(yè)，包括國家級的實(shí)驗(yàn)室，新材料生產(chǎn)企業(yè)，均對智能型SALS小角激光散射測量儀有迫切的需求。目前開發(fā)成功的智能型SALS小角激光散射儀國內(nèi)市場銷售的唯一同類產(chǎn)品，所以具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景。