[实用新型]一种实现超临界流体分散注入的双螺杆机筒结构

说明书

技术领域：

本实用新型属于聚合物加工领域，特别涉及一种具有提高超临界流体分散效果、实现超临界流体分散注入的双螺杆机筒结构。

技术背景：

双螺杆挤出机是橡胶工业中极为重要的材料加工设备，随着橡胶工业的快速发展，高混合效果、高性能的材料对传统的双螺杆挤出机提出了更高的要求。为了进一步优化材料性能，提高制品品质，满足工业生产需求，广大研究人员一方面对挤出机的转子构型进行优化及改进，强化螺纹段功能；另一方面采用超临界流体等化工技术辅助加工，为聚合物的加工创造更合适的环境，以期制备出更具优良性能的材料。

超临界流体作为近年发展起来的化工新技术，具有优异的溶解能力、传质能力、低粘度、高扩散性等优点，不仅在萃取、染色、干燥、制备超细微粒、化学反应中应用广泛，而且应用在聚合物加工过程中也具有降低玻璃转变温度、改善极性填料的分散效果，提高混炼效果的作用。

根据中国专利文献，公布号为CN200810220199.3、名称为超临界流体辅助动态硫化制备热塑性弹性体的方法的文献中公布了一种超临界流体辅助动态硫化法制备塑料/橡胶热塑性弹性体的方法(具体内容参考文献)，超临界流体的加入有利于提高弹性体力学性能、降低加工能耗，具有较好的市场前景。然而该专利主要以聚合物反应成型加工的方法与应用为保护对象，并未提及超临界流体的注入系统。

根据中国专利文献，公布号为：201120510694.5、名称为一种超临界流体辅助加工成套设备的文献中公布了一种超临界流体辅助加工的成套设备(具体内容参考文献)。该套设备主要由双螺杆挤出机、加气装置和加料装置组成。其加气装置包括二氧化碳钢瓶、净化器、储气罐、过滤器、预热器；加料装置包括料斗、螺杆输送器和送料管路。超临界流体是由注气口直接注入，具有提高加工能力，改善材料性能的作用。该专利主要对由双螺杆挤出机、加气装置和加料装置组成的超临界流体辅助加工成套设备提出保护，其中并未涉及为改善超临界流体注射情况的注入系统设计。

根据美国专利文献，公布号为US005866053A、名称为连续化生产微孔以及超微孔发泡材料的方法的文献中公布了一种超临界流体辅助双螺杆挤出机连续化生产微孔以及超微孔的发泡材料(具体内容参考文献)。该专利主要对发泡设备以及加工方案提出了保护。该发泡设备中超临界流体注射区域采用同一区域多孔注射的方法。这在一定程度上具有提高超临界流体与聚合物的直接接触面积，改善聚合物加工效果的作用，然而受到双螺杆饥饿喂料，机筒中物料充满度低这个加工特性限制，超临界流体与聚合物之间的相互作用有待进一步提高。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于改善超临界流体与聚合物在双螺杆挤出机中的分散混合效果，根据聚合物在双螺杆挤出机机筒中的分布情况以及物料的速率分布实现超临界流体的有效注射，并进一步提高材料加工效果，提高材料性能。

本实用新型的一种实现超临界流体分散注入的双螺杆机筒结构是由三部分组成的，机筒内衬、机筒外套、端面封闭环；

所述机筒外套内表面上加工有绕双螺杆机筒内部流道一周的类半圆状流道a，两端加工有阶梯状封端台阶；

所述机筒内衬外表面上同样加工有类半圆状流道b，类半圆状流道b上加工有与聚合物流动方向成锐角角度的超临界流体注射口a、超临界流体注射口b、超临界流体注射口c、超临界流体注射口d，两端加工有阶梯状封端台阶，类半圆状流道a与类半圆状流道b配合组成超临界流体流道，阶梯状封端台阶与端面封闭环配合形成密封。

所述类半圆状流道b上的注射口的方向与聚合物流动方向所成角度为45°～65°。

所述类半圆状流道b上注射口的位置在啮合区以及进入啮合区的物料充满处。

所述机筒外套与机筒内衬为过盈配合。