[发明专利]一种聚合物熔体解缠结装置

说明书

本发明公开了一种聚合物熔体解缠结装置中依次连接的驱动电机、解缠结机构、成型口模由支撑机构固定支撑，在线检测机构安装在解缠结机构和成型口模上，支撑机构固定连接于底座上，解缠结机构中后部一侧外接挤出机的出口端，控制系统与驱动电机相连。本发明可使熔体中的分子链在周向剪切场或周向振动场，尤其是周向剪切和周向振动叠加的复合应力场下逐渐移开，达到高度的解缠结效果，不仅可解决因高分子材料粘度高而引起的材料翘曲变形、熔接痕强度差等问题，还可在保持粘度变化不大的情况下，大幅降低成型温度，从而使制品的整体温差减小、内应力降低。

技术领域

本发明属于高分子材料加工设备技术领域，具体涉及一种能够实现聚合物熔体状态下解缠结并连续输出解缠结塑料熔体的装置。

背景技术

高分子材料已成为现代人类最为广泛使用的重要材料之一,如何更加节能、环保、高效、优质地进行高分子材料加工，对科学技术的发展和经济水平的提高都具有十分重要的意义

众所周知，低于所谓临界分子量Mc时，聚合物熔体的粘度正比于相对分子质量M，而当相对分子质量高于Mc时，熔融状态的高分子链就会相互缠结形成缠结网络，限制了分子链在熔体中的运动能力，使聚合物熔体的粘度正比于分子质量M的3.4次方，大大的增加了材料的粘度，给成型加工过程带来了不小的困难。这使得在一般情况下，高分子材料的挤出和注射成型都需要在较高的压力(注射成型熔体压力可高达100MPa)和较高的熔体温度(通常大于200℃)下进行，无疑，这会产生相当大的能量消耗。尤其当使用高粘度材料、成型薄壁大型制品时，这个问题更加突出。从理论上讲，对于一种特定分子量的聚合物，若能在熔体状态下实现高分子链的部分解缠结甚至完全解缠结，便能够显著的降低聚合物熔体的粘度，从而大幅度改善聚合物材料的加工性能。相较于传统的加入增塑剂或降低分子量等提高聚合物流动性和加工性的方法，通过解缠结方式来降低粘度提高加工性能不会大幅影响聚合物材料的分子量，进而不会降低最终制品的力学性能。

现有的主流熔体加工装置(如挤出、注塑等)多数不仅只能提供单纯的剪切场，且所产生的剪切方向、剪切速率等都是不变的。这种单纯的剪切场能够引起垂直于流动方向上流层间分子链的滑移，从而使缠结点得到一定程度的解脱，引起粘度下降的现象，被称之为“剪切变稀”。剪切变稀所带来的粘度下降虽有利于加工过程的进行，但由于剪切速率恒定且剪切时间较短，当分子链的热运动导致的恢复缠结与剪切诱导的解缠结达到动态平衡时，分子链的缠结状态便维持不变，解缠结不会继续进行，粘度也将保持不变。因此，现有装置产生的单纯剪切场解缠结效果是十分有限的，不容易实现高效的分子链解缠，进而也不能大幅度改善聚合物材料的加工性能，降低能耗。

据了解，目前还未见文献报道有开展如何进一步利用应力场来实现聚合物熔体高度解缠结的研究，更没有专门用于大规模制备聚合物熔体解缠降粘原料的装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的空白，提供一种能够实现聚合物熔体状态下解缠降粘并连续输出解缠结熔体的装置。

本发明为实现上述目的所提供的一种聚合物熔体解缠结装置，其特征在于该装置包括依次连接的驱动电机、解缠结机构、成型口模以及固定机构、在线检测机构、支撑机构、底座和控制系统，依次连接的驱动电机、由固定机构固定的解缠结机构和成型口模由支撑机构固定支撑，在线检测机构安装在解缠结机构和成型口模上，支撑机构固定连接于底座上，解缠结机构中后部一侧外接挤出机的出口端，控制系统与驱动电机相连。