[发明专利]一种挥发物制备收集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种挥发物制备收集装置，尤其是一种聚合物加工过程中所产生挥发物的制备收集装置。

背景技术

聚合物材料在制备过程中会残留单体及催化剂或者添加一些功能助剂，如阻燃剂、抗氧剂等，分子量较小，残留的单体或功能助剂和低分子量聚合物等在聚合物双螺杆加工或注塑成型过程中，会挥发出来，遇到温度较低的金属模具会冷凝析出，沾在模具表面，随着加工模数的增多，慢慢形成模垢，需要定期清理，不但影响了材料加工的效率，而且还会影响聚合物材料成型的外观。

对于类似挥发物的评价，目前有一些测试总碳含量的TVOC的静态顶空法，利用加热至特定温度下，恒温特定时间后，固气达到平衡，再对挥发的气体混合物进行测试分析，一般用于汽车使用的聚丙烯材料；但由于受到加热温度条件(常用温度120℃)影响，对于加工温度较高的工程塑料的挥发物评价涉及较少，且评价的样品量只有1.2g，且加热至气固平衡，耗时较长；另外类似的雾化测试，由于受到加热载体硅油的影响，加热温度很难调整到较高的加工温度，且此方法只能收集一定程度的挥发物组分，而对于不能冷凝的气体组分无法收集。

公开号为CN 102514158A的专利、公开号为CN202412592U的专利分别公开了一种注塑成型过程中利用注塑模具和载玻片对聚合物材料的挥发物的收集方法，但这两种方法有以下几个不足之处：一是需要在注塑过程中借助注塑模具进行收集，聚合物材料未进行注塑加工前对于聚合物材料挥发物的评价不太适用；二是由于模具导气孔较小且载玻片的面积较小会造成收集挥发物的样品量较少；相对来说实用性及实施难度容易受到条件的限制。公开号为CN106501426A的专利公开了一种感毒虫取食诱导的幼苗期黄豆植株挥发物收集方法，主要是针对植物的挥发物进行收集，且需要借助固相微萃取器进行收集，且温度较低，对于聚合物材料加工过程中挥发物冷凝组分的制备和收集不太适用。

对聚合物加工过程中所产生挥发物进行收集，并进行定性定量分析，可以为聚合物加工过程中的异常原因查找提供线索和方向，进一步改善配方及工艺，制备性能更好的材料。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种挥发物制备收集装置，所述装置简单、成本低、挥发物收集准确充分、可对不同加工温度下的挥发物进行收集。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种挥发物制备收集装置，包括挥发物制备装置和挥发物收集装置；

所述挥发物制备装置包括挥发物制备容器和用于对所述挥发物制备容器加热的加热装置，所述挥发物制备容器包括容器本体、与所述容器本体相适配的容器盖子，所述容器盖子上设有挥发物出口和惰性气体入口，所述惰性气体入口处连接有惰性气体输入管，所述惰性气体输入管的下端通入并延伸至所述容器本体的下部；

所述挥发物出口连接于挥发物出气管的一端，所述挥发物出气管的另一端与所述挥发物收集装置连接。

本发明提供了一种可以模拟聚合物加工过程产生挥发物的条件及制备方法和全面收集聚合物材料加工过程中产生的挥发物的装置；解决了其他方法分析样品量不足、挥发物收集不完全、制备效率较低的问题，该发明中可以通过控温装置收集不同温度下挥发物的冷凝物及气体组分，对收集的挥发物用仪器分析法对挥发物的成分进行定性定量分析，为异常原因的查找提供线索和方向，进一步改善配方及工艺，制备性能更好的材料。本发明可以广泛用于各种大多数高分子聚合物材料的加工过程中产生挥发物的制备及收集，进一步根据收集的组分完成挥发物的成分分析。

所述惰性气体输入管的下端通入并延伸至所述容器本体的下部是为了利用通入的惰性气体，更好的排出容器本体中的挥发物。

此外，值得注意的是，本发明可以使用转矩流变仪制备动态下的挥发物组分，并利用类似装置完成挥发物的收集。

本发明中的样品可以是ABS及其合金样品，以及工程塑料及其工程塑料合金样品等聚合物材料；样品量一般需5-100g，测试时间一般需在加工温度下保持50min-150min，保证挥发物充分挥发出来。

本发明所述容器盖子需和所述容器本体口径相匹配，保证较好的密封性，使挥发物尽量完全的经过所述容器盖子，进而收集挥发物的冷凝组分，未冷凝组分经过挥发物出气管流入到挥发物收集装置中。

优选地，所述容器盖子为磨口容器盖子。

优选地，所述容器盖子上设有温控装置。

更优选地，所述温控装置为水循环管，所述水循环管在所述容器盖子内从所述容器盖子的一侧延伸到所述容器盖子的另一侧。