专利名称：一种观察基于拉伸流场聚合物共混过程的装置的制作方法
技术领域：
一种观察基于拉伸流场聚合物共混过程的装置技术领域[0001]本实用新型涉及机械装置，具体涉及一种观察基于拉伸流场聚合物共混过程的装置。
背景技术：
[0002]聚合物共混，与聚合物合成相比，是获得高性能聚合物更有效，更快的方法。一般聚合物共混有两大类研究方式。其一，侧重于提高共混体系的相容性，通过研究相容剂的研制和应用，来提高共混物的性能。其二，侧重研究共混过程，通过研究控制共混过程来改善共混的形态，进而提高和改善共混体系的性能。[0003]在聚合物共混过程中，根据加工设备的不同，共混物物料会受到不同的流场作用， 一般有剪切流场和拉伸流场。截至目前，共混过程一般都是采用螺杆机械，即共混过程受剪切流场支配，所以对于剪切流场作用下的共混过程的的分散混合效果、共混物形态和相容热力学的理论研究都比较完善。同时由于产生拉伸流场设备的缺乏，拉伸流变起支配作用的高分子材料共混过程的理论研究基本还没有得到开展。专利号为ZL2008100260M. X的中国实用新型专利公开了一种基于拉伸流变的高分子材料塑化输运方法及设备，其利用一组具有确定几何形状且容积可以依次由小到大再由大到小周期性变化的空间，实现正应力起主要作用的物料塑化输运。容积变大时纳入物料，容积变小时压实、塑化并排出物料，为拉伸流场起支配作用的聚合物共混过程提供了装置。[0004]目前基于拉伸流变的叶片塑化挤出机已经进入工业应用阶段，但是对于在拉伸流场作用下高分子材料共混过程的理论研究还处于起步阶段。为了进一步研究拉伸形变起主要作用的流场中聚合物共混过程的分散混合效果、共混物形态变化和相容热力学等理论， 迫切需要实验装置来为聚合物共混过程的观察提供强有力的手段，从而为理论研究提供基石出。实用新型内容[0005]本实用新型的目的在于提供一种观察基于拉伸流场聚合物共混过程的装置，来为共混过程中分散混合效果、共混物形态变化和相容热力学的理论研究提供强有力的手段。[0006]本实用新型提供的一种观察基于拉伸流场聚合物共混过程的装置，由高分子材料叶片挤出机的一个叶片塑化输运单元构成，所述叶片塑化输运单元包括转子轴1、固体进料口 A、偏心距调整垫块、底座4、第一偏心定子5和第二偏心定子13、加热圈7和加热圈11、 叶片组8、可视化偏心定子10、固体进料垫块19、以及螺钉2、9和14，固体进料口 A开在第一偏心定子5上，第一偏心定子5采用螺钉2和偏心距调整垫块固定在底座4上，第二偏心定子13采用螺钉9和偏心距调整垫块固定在底座4上；转子轴1与底座4采用反螺纹连接配合；叶片组8从第二偏心定子13端插入转子轴1的槽中；可视化偏心定子10固定在第一偏心定子5中；加热装置采用加热圈7和加热圈11 ；还包括内孔位置在最大偏心距范围内可调的偏心距调整垫块3、可视化挡板17、可视化板15、一个固体进料口 B、熔体进料口 E、熔体进料口 F、分别与固体进料口 B、熔体进料口 E和熔体进料口 F相应的固体进料垫块18、 熔体进料垫块6和熔体进料垫块12 ；所述可视化板15通过可视化挡板17固定在第二偏心定子13上；熔体进料口 E开口在第一偏心定子5上，熔体进料口 F开口在第二偏心定子13 上。[0007]所述固体进料口 A和B用固体进料垫块封上后，可以有两种熔体进料方式，所述两种熔体进料方式为1)单熔体进料口进料采用一台挤出机连接熔体进料口 E或者F提供共混物熔体物料；幻双熔体进料口进料采用两台挤出机分别连接熔体进料口 E和F提供不同的聚合物熔体。[0008]所述熔体进料口 E和F用熔体进料垫块6和熔体进料垫块12封上后，可以有两种固体进料方式，所述两种固体进料方式为1)单固体进料口进料共混物料通过固体进料口 A或者B加入；幻双固体进料口进料两种不同的聚合物固体物料分别从固体进料口 A 和固体进料口 B的固体加料料斗加入。[0009]在观察聚合物共混过程中，可以选择其中的任一种进料方式。[0010]上述内孔位置在最大偏心距范围内可调的系列偏心距调整垫块3用于调整其与转子轴1、第一偏心定子5、第二偏心定子13、可视化偏心定子10之间的偏心距，以产生强度不同的流场，以产生不同强度的拉伸流场。[0011]上述高分子材料叶片挤出机由多组叶片塑化输运单元叠加构成。[0012]通过可视化板15和可视化偏心定子10可以观察不同进料状态下，在拉伸形变起主要作用的流场中聚合物熔融过程的分散混合机理，同时也可以观察聚合物熔体输送过程的分散混合机理。[0013]在观察的过程中还可借助于光学显微在线检测系统和摄影、摄像技术等辅助手段。[0014]相比于现有技术，本实用新型具有以下优点[0015]1、本实用新型提供的装置具有两个观察窗口即可视化偏心定子10以及可视化板 15，并且偏心距可通过偏心距的调整垫块来调整，可以比较直观地观察不同进料方式下拉伸流场中聚合物的共混过程，以及拉伸流场对聚合物共混过程的影响。[0016]2、采用单组叶片塑化装置，可以比较好地拆装，对物料切面进行微观结构观察。
[0017]图1为观察基于拉伸流场聚合物共混过程的装置示意图；[0018]图2为图1所示装置的G-G局部剖面结构示意图。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。[0020]参见图1、图2，本实用新型提供的一种观察基于拉伸流场聚合物共混过程的装置，由高分子材料叶片挤出机的一个叶片塑化输运单元构成，所述叶片塑化输运单元具体结构为第一偏心定子5采用螺钉2和偏心距调整垫块3固定在底座4上，第二偏心定子13 采用螺钉9和偏心距调整垫块3固定在底座4上；转子轴1与底座4采用反螺纹连接配合；叶片组8从第一偏心定子3端插入转子轴1的槽中；加热装置采用加热圈7和加热圈11 ； 可视化偏心定子10固定在第一偏心定子5中；还包括可视化板15，所述可视化板15通过石墨垫16与第二偏心定子13配合，并经可视化挡板17固定在第二偏心定子13上、一个固体进料口 B和两个分别在第一偏心定子5和第二偏心定子13上开口的熔体进料口 E和F， 所述偏心距调整垫块3的内孔位置在最大偏心距范围内可调，用于调整其与转子轴1、第一偏心定子5、第二偏心定子13、可视化偏心定子10之间的偏心距。[0021]实施例1单固体进料口进料(固体进料口 A或者B用相应的固体进料垫块封上) 和双固体进料口进料[0022]驱动装置驱动转子轴，随着转子轴的旋转，由叶片组、偏心定子和转子轴构成的空间体积不断变化，从而产生拉伸流场，聚合物固体共混体系从固体进料料斗加入，在拉伸流场和外加热圈的作用下，得到塑化、熔融和输送，最后从出料口 C流出，可以在定子可视化窗口处采用可绕转子轴旋转的光学显微在线检测系统研究聚合物及其共混体系在叶片塑化过程中全周向的熔融、分散过程，同时可以采用摄影或者摄像技术在可视化板侧拍摄记录基于拉伸流场的聚合物熔融共混过程。综合可视化偏心定子和可视化板的信息来研究基于拉伸流场作用下聚合物熔融过程中的共混机理。[0023]实施例2单熔体进料口进料(固体进料口 A和B封上，熔体进料垫块6或者12去除，采用一台挤出机连接)和双熔体进料口进料(固体进料口 A和B封上，熔体进料垫块6 和12去除，采用两台挤出机连接)[0024]驱动装置驱动转子轴，随着转子轴的旋转，由叶片组、偏心定子和转子轴构成的空间体积不断变化，从而产生拉伸流场，聚合物熔体共混体系通过挤出机加入，在拉伸流场和外加热圈的作用下，得到熔融输送，最后从出料口 C流出，可以在定子可视化窗口处采用可绕转子轴旋转的光学显微在线检测系统研究聚合物及其共混体系在叶片塑化过程中全周向的熔融、分散过程，同时可以采用摄影或者摄像技术在可视化板侧拍摄记录基于拉伸流场的聚合物熔融共混过程。综合可视化偏心定子和可视化板的信息来研究基于拉伸流场作用下聚合物熔融过程中的共混机理。[0025]实施例3偏心距调整[0026]本装置中具有一系列的内孔位置在最大偏心距范围内可调的偏心距调整垫块3， 通过选择不同的偏心距调整垫块3来分别调整其与转子轴1、第一偏心定子5、第二偏心定子13的偏心距，也可以用于调整其与可视化偏心定子10之间的偏心距，产生不同强度的拉伸流畅。[0027]如上所述，便可较好地实现本实用新型的目的，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求1.一种观察基于拉伸流场聚合物共混过程的装置，由高分子材料叶片挤出机的一个叶片塑化输运单元构成，所述叶片塑化输运单元包括转子轴(1)、固体进料口(A)、偏心距调整垫块、底座(4)、第一偏心定子(5)和第二偏心定子(13)、加热圈(7)和加热圈(11)、叶片组(8)、可视化偏心定子(10)、固体进料垫块(19)、以及螺钉(2)、螺钉(9)和螺钉(14)， 第一偏心定子( 采用螺钉( 和偏心距调整垫块固定在底座(4)上，第二偏心定子(13) 采用螺钉(9)和偏心距调整垫块固定在底座(4)上；转子轴(1)与底座(4)采用反螺纹连接配合；叶片组(8)从第二偏心定子(1 端插入转子轴(1)的槽中；可视化偏心定子(10) 固定在第一偏心定子(5)中；其特征在于还包括内孔位置在最大偏心距范围内可调的偏心距调整垫块C3)、可视化挡板(17)、可视化板(1 、一个固体进料口(B)、熔体进料口(E)、熔体进料口(F)、分别与固体进料口(B)、熔体进料口(E)和(F)相应的固体进料垫块(18)、熔体进料垫块(6)和熔体进料垫块(1 ；所述可视化板(1 通过可视化挡板(17)固定在第二偏心定子(1 上；熔体进料口(E)开口在第一偏心定子( 上，熔体进料口(F)开口在第二偏心定子(13)上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述偏心距调整垫块C3)用于分别调整其与转子轴(1)、第一偏心定子( 、第二偏心定子(1 、可视化偏心定子(10)之间的偏心距。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述熔体进料口(E)和熔体进料口(F)分别连接一台挤出机。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述固体进料口(A)和固体进料口(B)分别连接一个固体加料料斗。
专利摘要本实用新型提供一种观察基于拉伸流场聚合物共混过程的装置。采用高分子材料叶片挤出机的一个叶片塑化输运单元，还包括可视化板、一个固体进料口和两个熔体进料口以及内孔位置在最大偏心距范围的系列偏心距调整垫块。进料口的选择产生四种进料方式，偏心距调整垫块用于调整偏心距。所述叶片塑化输运单元中叶片组、偏心定子以及转子轴构成的空间体积的变化以及偏心距的调整产生不同强度的拉伸流场，通过可视化板和所述叶片塑化输运单元中的可视化偏心定子观察拉伸流场聚合物的共混过程。本实用新型可能够为聚合物共混体系熔融和熔体输送过程中相态结构的演化状态与规律的研究提供强有力的手段。
文档编号B29B7/28GK202278678SQ20112002290
公开日2012年6月20日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者张桂珍, 曹素娇, 瞿金平 申请人:华南理工大学