专利名称：一种散纤维化学反应实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学纤维制备技术，具体为一种用于在纤维大分子上进行接枝、交联 以及官能团改性等反应的散纤维化学反应实验装置。该装置主要用于差别化纤维和功能纤 维的研制实验。
背景技术：
在纤维大分子上进行接枝、交联以及官能团改性等各种化学反应，以使其具备新 的功能，是研制差别化纤维和功能纤维的重要手段之一，已得到广泛应用。以散纤维为原料，使其在反应浴液中发生化学反应时，将散纤维均勻地分布在浴 液中，并不断更新纤维与浴液的接触界面，是散纤维大分子能够均勻反应的关键。采用现有 散纤维化学反应实验装置的搅拌器进行搅拌时，散纤维很容易缠结在搅拌轴上，影响了散 纤维在浴液中分布的均勻性，也影响了化学反应的均勻性，从而导致了纤维结构和性能的 不均一性，影响了研究实验的效果，限制其使用范围。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，研制一种散纤维化学反应实 验装置。该实验装置可用于在纤维大分子上进行接枝、交联以及进行官能团改性等化学反 应实验研究，以有益于新型差别化纤维和功能纤维的研制。本发明解决所述技术问题的技术方案是设计一种散纤维化学反应实验装置，包 括机架、搅拌电机、反应器、搅拌器和加热器，其特征在于所述的搅拌器由搅拌轴和固定在 搅拌轴两侧的各一片方形搅拌叶组成，且在搅拌叶上均布有Φ5-Φ15πιπι的透孔，搅拌叶外 缘与反应器器壁之间的间隙为5-15mm ；所述搅拌器的搅拌速度为5_15转/分，且按照“正 转搅拌4-6分钟-停止1-2分钟-反转搅拌4-6分钟-停止1-2分钟”的循环方式进行。现有技术一般采用循环泵使反应液在反应器内外循环，反应器内不设搅拌，依靠 反应器内反应液的喷射达到搅动纤维的作用，适合工业化生产。本发明装置设计的方形搅 拌叶42与常规的桨式、锚式、框式搅拌叶相比，克服了纤维反应浴液中分散不均勻，容易在 搅拌叶上发生缠绕等弊病；且结构简单，更适于实验，可以使反应过程中的散纤维始终处 于松散状态，不会缠绕在搅拌轴上，使散纤维在反应浴液中均勻分散，具有反应过程容易控 制，实验数据准确、可靠等特点。
图1为本发明散纤维化学反应实验装置一种实施例的组成结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明。具体实施例只是为了进一步清楚说 明本发明的散纤维化学反应实验装置，不构成对本发明申请权利要求的限制。
本发明设计的散纤维化学反应实验装置(简称实验装置，参见图1)，由机架1、搅 拌电机2、反应器3、搅拌器4和加热器5组成，其特征在于所述的搅拌器4由搅拌轴41和 固定在搅拌轴41两侧的各一片方形搅拌叶42组成，且在搅拌叶42上均布有Φ5-Φ15πιπι 的透孔43，搅拌叶42的外缘与反应器3器壁之间的间隙为5-15mm ；所述搅拌器4的搅拌速 度为5-15转/分，且按照“正转搅拌4-6分钟-停止1-2分钟-反转搅拌4-6分钟-停止 1-2分钟”的循环方式进行。本发明实验装置设计的方形搅拌叶42与常规的桨式、锚式、框式搅拌叶相比，形 状结构简单，制造容易，成本低，同时克服了纤维反应浴液中分散不均勻，容易在搅拌叶上 发生缠绕等弊病；在搅拌叶上均布开有Φ5-Φ15πιπι的透孔，可以增加纤维与浴液界面的更 新速度和减小搅拌的启动阻力。实施例开的所述透孔43为Φ8πιπι。本发明实验装置要求控制适当的搅拌叶42与反应器3器壁之间的间隙(5-15mm) 是因为，过大的间隙会导致散纤维的进入该间隙，反转时容易将其卡在该间隙中，影响反 应，造成事故；过小的间隙又容易使搅拌叶42与反应器3的器壁之间发生摩擦。实施例搅 拌叶外缘与反应器3的器壁之间的间隙设计为10mm。本发明实验装置的搅拌器与常规的单向搅拌不同，设计了双向搅拌，且在换向时 加入停顿或停止转动一定时间的环节，以在充分均勻分散纤维的同时，避免纤维在搅拌器 上的缠绕。所述搅拌器4的转向、工作时间由现有技术的定时器(图中未画出)完成。本发明实验装置的加热器5可以是内置的加热器或外置的加热器。实施例为底部 加热的外置加热器。当反应器3较大时，可在反应器3内设加热器5，更加节省能源。反应 器3的外面包裹保温材料。在本发明实验装置的反应器3中，配制15wt %的氢氧化钠水溶液，加热至95 °C，加 入聚丙烯腈短纤维，搅拌速度为10转/分，且按照“正转搅拌5分钟-停止1分钟-反转搅 拌5分钟-停止1分”的循环方式进行水解反应，再经水洗、酸洗、水洗、脱水、干燥，即得到 "30g水/g纤维”的高吸水功能纤维。为了与现有技术进行比较，将本发明的搅拌器4换成常规锚式搅拌器，且始终单 向旋转搅拌，如按顺时针方向旋转搅拌，其它工艺条件同上不变，所得纤维的吸水率仅为 "21g水/g纤维”；且水解完成后，未进行其它后处理时，纤维颜色明显不一致，有的显杏黄 色，有的显浅黄色，说明水解反应进行的明显不均勻。该对比例也说明，常规的单向搅拌也 不利于纤维在反应液中分数均勻，且容易产生纤维在搅拌器上的缠绕。本发明未述及之处适用于现有技术。
权利要求
1. 一种散纤维化学反应实验装置，包括机架、搅拌电机、反应器、搅拌器和加热器，其特 征在于所述的搅拌器由搅拌轴和固定在搅拌轴两侧的各一片方形搅拌叶组成，且在搅拌叶 上均布有Φ5-Φ 15mm的透孔，搅拌叶外缘与反应器器壁之间的间隙为5-15mm;所述搅拌器 的搅拌速度为5-15转/分，且按照“正转搅拌4-6分钟-停止1-2分钟-反转搅拌4-6分 钟-停止1-2分钟”的循环方式进行。
全文摘要
本发明公开一种散纤维化学反应实验装置，包括机架、搅拌电机、反应器、搅拌器和加热器，其特征在于所述的搅拌器由搅拌轴和固定在搅拌轴两侧的各一片方形搅拌叶组成，且在搅拌叶上均布有Φ5-Φ15mm的透孔，搅拌叶外缘与反应器器壁之间的间隙为5-15mm；所述搅拌器的搅拌速度为5-15转/分，且按照“正转搅拌4-6分钟-停止1-2分钟-反转搅拌4-6分钟-停止1-2分钟”的循环方式进行。该实验装置克服了纤维反应浴液中分散不均匀，容易在搅拌叶上发生缠绕等弊病。
文档编号B01F7/18GK102059086SQ20101054275
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者安树林, 肖长发, 许娟 申请人:天津工业大学