[實用新型]一種促進聚合物與復合材料發生光化學反應的擠出機

有效

• 申請號: 201220016166.9
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN202428645U
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 何光建;曹賢武;殷小春
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B29C47/38
• 分類號: B29C47/38;B29C47/66
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本實用新型涉及聚合物及其復合材料在雙螺桿擠出機的擠出過程中發生光化學反應的裝置，特別涉及一種聚合物及其復合材料在擠出機的擠出過程中、處于熔融狀態下、在紫外光照射作用下發生交聯、接枝、降解以及增容的專用裝置。?

背景技術

迄今為止，以輻照的方式作為引發源引發聚合物及其復合材料發生化學反應的引發源有如下幾種：電子束輻照、γ-射線輻照、紫外輻照以及微波輻照等。電子束輻照和γ-射線輻照都屬于高能輻照方式，其優點在于能量高，穿透力強，在處理較厚聚合物及其復合材料材料的情況下具有明顯的優勢；而微波輻照的能量低，對于引發聚合物及其復合材料發生化學反應的效率低，常用來對聚合物及其復合材料進行加熱作用。在實際聚合物及其復合材料改性應用中多采用γ-輻射和加速電子束作為輻照源來最為聚合物及其復合材料的改性手段，但這兩種方法成本昂貴，危險程度高，故而在生產實際中的用途有限。紫外光作為一種能量較高的輻照手段，能量介于上述二者之間，可以引發聚合物及其復合材料發生化學反應，成本低，只需簡單的紫外光發生設備就可以獲得；且穿透能力弱，在簡單的防護措施下就可以避免對人和環境的危害，具有較好的實用性。?

紫外光屬于一種能量較高的射線，聚合物及其復合材料在紫外光輻照作用下可以發生分子鏈的斷裂，生成活性的大分子自由基。該大分子自由基可以在一定的條件下引發聚合物及其復合材料進行接枝、交聯、降解或增容等反應。?

由于紫外光的穿透能力弱，目前的紫外光引發的聚合物及其復合材料光化學反應均只能使反應發生在聚合物及其復合材料的表面。且用途僅限于表面接枝反應用于改善聚合物及其復合材料表面的性能。采用紫外光輻照技術進行聚合物及其復合材料本體改性的應用主要見于纖維、薄膜等易于穿透的場合，較厚制品中的應用很少見。EP490854公開了聚乙烯光交聯在氮氣環境下進行并使用新型光引發劑的專利。申請號為91103158.8和91208158.9的中國實用新型專利也公開了光交聯聚乙烯電線電纜在氮氣環境下的生產方法；申請號91208158.9的中國專利公開了一種紫外光交聯聚乙烯電線電纜的生產設備；?專利號為200320107970.9的中國專利提出一種聚烯烴管材紫外光交聯專用設備。上述光化學反應的方法及設備都沒有避免聚合物及其復合材料在紫外光輻照下在厚度方向上的不均勻問題，而實際中紫外光的穿透力是隨著深度而遞減，表面一層受到光輻照的作用強，基體內部受到光輻照的作用弱。中國實用新型專利200710027396.9采用透明料筒擠出機作為反應裝置，使聚合物及其復合材料在熔融狀態下接受紫外光輻照，由于加熱熔融破壞了聚合物材料的結晶結構，同時提高了聚合物分子的分子運動活性，從而大大提高了熔融聚合物在紫外輻照下的反應活性，提高了紫外輻照的利用率；但該裝置中由于采用玻璃料筒作為主要的功能部件，在使用中易碎，因此只能應用于剪切力和攪拌能力相對較弱的單螺桿擠出機，生產效率較低，對于混合程度要求較高的反應體系，難于達到使用要求；且玻璃料筒制造、加工與安裝過程的難度高，使用成本較高。?

單螺桿擠出機可以采用全透明料筒來進行紫外輻照的反應，但是對于混合效果要求較高的場合，單螺桿擠出機的混合效果就難于達到要求。對于工業生產上所采用的雙螺桿擠出機，目前的材料和生產工藝還無法制造全透明料筒來完成紫外輻照引發的光化學反應；另外，雙螺桿擠出機雖然有真空排氣孔，但排氣孔一般都設計的很小，也難以應用于紫外輻照引發聚合物的反應過程。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種生產效率高、制造成本低、混合效果好的反應裝置，滿足雙螺桿擠出機中熔融狀態下的聚合物在紫外光照射作用下發生光化學反應的要求同時，徹底解決采用玻璃料筒造成筒體易碎，無法應用于雙螺桿擠出機的問題的促進聚合物與復合材料發生光化學反應的擠出機。?

本實用新型目的通過如下技術方案實現：?

一種促進聚合物與復合材料發生光化學反應的擠出機，包括雙螺桿擠出機和紫外光發生裝置；雙螺桿擠出機的料筒由十段料筒組成，在距離進料口的第七截料筒上和第八截料筒位置分別設置兩個矩形進光孔；進光孔長度為2-4個螺桿直徑，寬為1-2個螺桿直徑，矩形進光孔上采用石英玻璃進行密封覆蓋；紫外光發生裝置為發射波長處于190nm～400nm波長紫外光的高壓汞燈、碘鎵燈或鹵素燈；紫外光發生裝置安放在進光孔的上方，紫外光發生裝置的功率為500瓦～5000瓦之間，安裝高度不超過進光孔上表面20-50cm。?

進一步地，所述進光孔的橫向寬度優選為1.5個螺桿直徑。?