一种用于聚醚酮-苯并咪唑共聚物的聚合反应器的制作方法

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种用于聚醚酮-苯并咪唑共聚物的聚合反应器。

背景技术：

聚芳醚酮(paek)是一类结晶热塑性高分子材料，它本身的结构特性赋予了它很高的湿热稳定性，优异的机械物理性能、抗腐蚀性能、耐介质及电绝缘性能，可以用作高性能复合材料的树脂基体和高级工程塑料，可以作为高性能导线的包覆和绝缘材料、电子元器件、耐高温防腐密封材料，在航空航天、军事设备和民用工业领域有广阔的应用前景。聚苯并咪唑是一种优异的芳杂环高分子，具有高强、高模、高耐热性等优点。此外，聚苯并咪唑还具有出色的纺丝性能和极好的化学稳定性以及阻燃性，在航空航天等高技术领域以及消防、海水净化和甲醇直接燃料电池等民用领域都有着广泛应用。

聚醚酮-聚苯并咪唑共聚物具有良好的可热塑加工性，具有广阔的市场前景。但是现有的用于聚醚酮-聚苯并咪唑共聚物的聚合反应器结构一般都比较简单，难以实现聚醚酮和聚苯并咪唑原料的均匀混合，使得聚醚酮-聚苯并咪唑共聚物的可热塑加工性大打折扣。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种结构设计合理、能够对物料进行均匀混合的用于聚醚酮-苯并咪唑共聚物的聚合反应器。

本实用新型的技术方案为：一种用于聚醚酮-苯并咪唑共聚物的聚合反应器，包括反应器壳体、搅拌组件和动力组件，反应器壳体上端通过螺栓连接有上盖，反应器壳体内部上下两端均设置有固定板，两个固定板上均设置有滑动槽，反应器壳体内部套设有夹套，夹套的上下两端分别与两个固定板固定连接，反应器壳体侧壁上设置有支架、加热介质入口、加热介质出口、进料口和出料口，加热介质入口和加热介质出口分别位于反应器壳体的两侧，且加热介质出口位于加热介质入口的上侧；搅拌组件包括搅拌轴和搅拌齿，搅拌轴的上下两端均活动卡接在滑动槽内，搅拌轴的上端设置有连接齿轮，搅拌齿均匀设置在搅拌轴的两侧；动力组件包括第一电机和第二电机，第一电机通过电机架固定设置在上盖上端，第一电机的输出轴上设置有旋转凸轮，旋转凸轮上设置有齿牙，旋转凸轮通过齿牙与连接齿轮啮合连接，第二电机通过电机架固定设置在反应器壳体底部，第二电机的输出轴上设置有顶盘，顶盘上端面设置有弧形顶块，弧形顶块与搅拌轴的下端抵接，第一电机和第二电机分别由外部电源供电。

进一步地，搅拌组件设置有3-5个，3-5个搅拌组件分别活动卡接在两个固定板之间，通过设置3-5个搅拌组件，能够对于聚醚酮和聚苯并咪唑原料进行均匀彻底搅拌，提高聚合反应速率。

进一步地，搅拌轴与滑动槽卡接处设置有密封板，密封板位于固定板内部，且密封板通过轴承套设在搅拌轴上，轴承内侧设置有花键凸，搅拌轴上设置有与花键凸配合使用的花键槽，密封板与固定板之间设置有压缩弹簧，当搅拌轴在滑动槽内移动时，密封板随搅拌轴一起移动,实现对滑动槽的密封，提高装置的气密性；设置轴承和花键凸，当搅拌轴转动时轴承随搅拌轴一起转动，避免了密封板脱离滑动槽。

进一步地，搅拌齿为片状结构，位于搅拌轴两侧的搅拌齿相互垂直，竖直设置的搅拌齿主要用于搅拌，水平设置的搅拌齿主要用于对物料进行剪切，能够在物料搅拌过程中打散大的物料颗粒，显著提高物料搅拌的均匀性，提高搅拌效果，同时提高聚合反应产物的品质。

进一步地，搅拌轴底端活动卡接有滚珠，通过设置滚珠，大大减小了搅拌轴与弧形顶块之间的摩擦，提高装置运行的流畅性。

本实用新型的工作原理为：使用时，分别将第一电机和第二电机与外部电源连接，将反应原料通过进料口通入夹套内部，分别将加热介质入口和加热介质出口与外部加热介质连接；通过第一电机带动旋转凸轮转动，旋转凸轮转动过程中，带动连接齿轮转动，进而带动搅拌轴转动，同时拨动搅拌轴滑动槽内前后摆动，通过第二电机带动顶盘转动，顶盘上的弧形顶块不断与搅拌轴底部的滚珠接触，使得搅拌轴不断上下摆动；聚合反应结束后，通过出料口将物料排出即可。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构设计合理，通过设置旋转凸轮和顶盘，使得搅拌轴转动过程中，不仅能够在水平反向上左右摆动，而且能够在竖直方向上上下摆动，大大提供了物料搅拌的全面性和彻底性，减少了搅拌死角；通过本实用新型制备的聚醚酮-苯并咪唑共聚物具有优异的可热塑加工性，其玻璃化转变温度显著高于商业化聚醚醚酮的玻璃化转变温度，具有广阔的市场应用前景，提高了经济效益。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的搅拌齿与搅拌轴的连接示意图；

图3是本实用新型的连接齿轮与旋转凸轮的连接示意图；

图4是本实用新型的密封板和滑动槽在固定板上的分布图；

图5是本实用新型的顶盘的结构示意图；

其中，1-反应器壳体、10-上盖、11-固定板、110-滑动槽、12-夹套、13-支架、14-加热介质入口、15-加热介质出口、16-进料口、17-出料口、2-搅拌组件、20-搅拌轴、200-滚珠、21-搅拌齿、22-连接齿轮、23-密封板、24-轴承、240-花键凸、25-压缩弹簧、3-动力组件、30-第一电机、300-电机架、31-第二电机、32-旋转凸轮、33-顶盘、330-弧形顶块。

具体实施方式

实施例：如图1所示的一种用于聚醚酮-苯并咪唑共聚物的聚合反应器，包括反应器壳体1、搅拌组件2和动力组件3，反应器壳体1上端通过螺栓连接有上盖10，反应器壳体1内部上下两端均设置有固定板11，两个固定板11上均设置有滑动槽110，反应器壳体1内部套设有夹套12，夹套12的上下两端分别与两个固定板11固定连接，反应器壳体1侧壁上设置有支架13、加热介质入口14、加热介质出口15、进料口16和出料口17，加热介质入口14和加热介质出口15分别位于反应器壳体1的两侧，且加热介质出口15位于加热介质入口14的上侧；

如图1、2、3、4所示，搅拌组件2设置有4个，4个搅拌组件2分别活动卡接在两个固定板11之间，通过设置4个搅拌组件2，能够对于聚醚酮和聚苯并咪唑原料进行均匀彻底搅拌，提高聚合反应速率，搅拌组件2包括搅拌轴20和搅拌齿21，搅拌轴20的上下两端均活动卡接在滑动槽110内，搅拌轴20底端活动卡接有滚珠200，通过设置滚珠200，大大减小了搅拌轴20与弧形顶块330之间的摩擦，提高装置运行的流畅性；搅拌轴20的上端设置有连接齿轮22，搅拌齿21均匀设置在搅拌轴20的两侧，搅拌齿21为片状结构，位于搅拌轴20两侧的搅拌齿21相互垂直，竖直设置的搅拌齿21主要用于搅拌，水平设置的搅拌齿21主要用于对物料进行剪切，能够在物料搅拌过程中打散大的物料颗粒，显著提高物料搅拌的均匀性，提高搅拌效果，同时提高聚合反应产物的品质；搅拌轴20与滑动槽110卡接处设置有密封板23，密封板23位于固定板11内部，且密封板23通过轴承24套设在搅拌轴20上，轴承24内侧设置有花键凸240，搅拌轴20上设置有与花键凸240配合使用的花键槽，密封板23与固定板11之间设置有压缩弹簧25，当搅拌轴20在滑动槽110内移动时，密封板23随搅拌轴20一起移动,实现对滑动槽110的密封，提高装置的气密性；设置轴承24和花键凸240，当搅拌轴20转动时轴承24随搅拌轴20一起转动，避免了密封板23脱离滑动槽110；

如图1、5所示，动力组件3包括第一电机30和第二电机31，第一电机30通过电机架300固定设置在上盖10上端，第一电机30的输出轴上设置有旋转凸轮32，旋转凸轮32上设置有齿牙，旋转凸轮32通过齿牙与连接齿轮22啮合连接，第二电机31通过电机架300固定设置在反应器壳体1底部，第二电机31的输出轴上设置有顶盘33，顶盘33上端面设置有弧形顶块330，弧形顶块330与搅拌轴20的下端抵接，第一电机30和第二电机31分别由外部电源供电，第一电机30和第二电机31均采用济宁汇之鑫工矿机械有限公司生产的smrbm1smromp型低速电机。

使用时，分别将第一电机30和第二电机31与外部电源连接，将反应原料通过进料口16通入夹套12内部，分别将加热介质入口14和加热介质出口15与外部加热介质连接；通过第一电机30带动旋转凸轮32转动，旋转凸轮32转动过程中，带动连接齿轮22转动，进而带动搅拌轴20转动，同时拨动搅拌轴20滑动槽110内前后摆动，通过第二电机31带动顶盘33转动，顶盘33上的弧形顶块330不断与搅拌轴20底部的滚珠200接触，使得搅拌轴20不断上下摆动；聚合反应结束后，通过出料口17将物料排出即可。