[發明專利]一種用于制備微孔聚合物的超臨界CO2發泡系統

有效

• 申請號: 201110277880.3
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102432910A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 謝普;容敏智;章明秋
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C08J9/12
• 分類號: C08J9/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明涉及微孔聚合物制備裝置技術領域，特別涉及一種用于制備微孔聚合物的超臨界CO₂發泡系統。

背景技術

微孔聚合物材料具有質量輕、沖擊強度高、隔音性能好、介電常數和導熱系數低等優點。該材料廣泛應用于家庭日常用品、交通工具、包裝和建筑等領域；而高性能的熱固性的微孔聚合物材料則在電子、軍事、航空航天等尖端領域發揮重要作用。因此，如何提高微孔聚合物材料的性能是很急迫的問題。

雖然利用超臨界CO₂、N₂微孔發泡熱塑性聚合物的工藝理論已經成熟。但，在制造微孔聚合物材料的過程中，傳統的超臨界CO₂微孔發泡設備放氣時噪音大、CO₂的擴散速率低、聚合物與氣泡之間的界面張力大、CO₂在聚合物中的溶解度小，而所得發泡材料的泡孔直徑較大。

綜上所述，目前超臨界CO₂發泡熱塑性聚合物制備存在的問題如下，放氣時噪音大、CO₂的擴散速率低、聚合物與氣泡之間的界面張力大、CO₂在聚合物中的溶解度小，而所得發泡材料的泡孔直徑較大。

發明內容

本發明專利所要解決的技術問題是提供一種降低噪音?、提高CO₂的擴散速率與溶解度優化微孔聚合物性能的用于制備微孔聚合物的超臨界CO₂發泡系統。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種用于制備微孔聚合物的超臨界CO₂發泡系統，包括依次順序連接的供氣組、氣液分離組、增壓組、預熱組與超臨界CO₂高壓反應釜；所述超臨界CO₂高壓反應釜包括高壓反應釜，所述高壓反應釜的外表面設有多頻超聲波發生器。

優選地，所述高壓反應釜內設有可拆卸機械攪拌槳。

優選地，所述高壓反應釜內設有用于調節高壓反應釜內部容積的填充塊。

優選地，所述高壓反應釜上設有快速泄壓閥，所述快速泄壓閥上設有消聲器。

優選地，所述供氣組包括CO₂供氣瓶與高壓供氣管；所述高壓供氣管的一端與CO₂供氣瓶相連接，另一端與氣液分離組相連接。

優選地，所述CO₂供氣瓶上還設有控制氣流量的氣流控制閥，所述高壓供氣管上設有用于開啟高壓供氣管的第一高壓閥門。

優選地，所述氣液分離組包括高壓儲罐與高精度低溫恒溫槽，且所述高壓儲罐置于高精度低溫恒溫槽內；所述高壓儲罐的入口與供氣組相連接，所述高壓儲罐的出口與所述高精度低溫恒溫槽的入口相連接，所述高精度低溫恒溫槽的出口與增壓組相連接。

優選地，所述高壓儲罐的直徑為高壓供氣管直徑的4-10倍，且所述高壓儲罐上設有壓力表與第二高壓閥門。

優選地，所述增壓組包括高壓泵；所述高壓泵的入口與氣液分離組相連接，所述高壓泵的出口與預熱組相連接。

優選地，所述預熱組包括恒溫水油槽，所述恒溫水油槽內設有高壓加熱盤管；所述高壓加熱盤管的入口與增壓組相連接，所述高壓加熱盤管的出口與超臨界CO₂高壓反應釜的相連接；且所述高壓加熱盤管的末段設有第三高壓閥門。

本發明相對于現有技術，具有以下有益效果：本發明一種用于制備微孔聚合物的超臨界CO₂發泡系統，該發泡系統利用超聲波的高頻振動來提升超臨界CO₂的擴散速率和成核速率，不僅能縮短發泡工藝的時間周期，還能提高聚合物的發泡性能。該系統第一次將多頻率的超聲波引入超臨界CO₂發泡設備中，可以顯著提高CO₂在聚合物基體中的擴散速率和萃取效率。另外，此系統不僅可以用于聚合物的發泡，還可以用于萃取行業。再者，該系統在高壓反應釜的快速泄壓閥上安裝消聲裝置，成功避免了快速泄壓過程中的音爆現象。最后，該系統的高壓反應釜內部容積可調，操作簡單。

附圖說明

圖1是本發明用于制備微孔聚合物的超臨界CO₂發泡系統的結構圖；

圖2是本發明用于制備微孔聚合物的超臨界CO₂發泡系統的超臨界CO₂高壓反應釜的結構圖之一；