[實用新型]一種可用于原位成型的微量聚合物復(fù)合材料循環(huán)混煉裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420710659.1
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN204196035U
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊燦;尹曉紅;闞君武;李熹平;程光明
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號: B29B7/74
• 分類號: B29B7/74
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種聚合物復(fù)合材料混煉裝置，具體涉及一種可用于原位成型的微量聚合物復(fù)合材料循環(huán)混煉裝置。

背景技術(shù)

隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)的迅速發(fā)展，作為微納制造領(lǐng)域重要組成部分的聚合物微納成型技術(shù)的作用變得日益重要。憑借成本低、生產(chǎn)率高以及生物兼容性好等諸多優(yōu)勢，近年來聚合物微納成型技術(shù)已被廣泛用于生產(chǎn)制造眾多種類的聚合物微納器件。產(chǎn)品微型化趨勢的日益增強，不僅對聚合物微納制品的尺寸精度提出了更為嚴格的要求，而且對其各項性能指標也提出了更高的要求。因此，微尺度下如何從材料復(fù)合的角度進行深入研究是個值得探討的新課題。通過材料復(fù)合，可借鑒納米復(fù)合材料發(fā)展中積累的相關(guān)經(jīng)驗，實現(xiàn)多種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使聚合物復(fù)合材料微制品產(chǎn)生優(yōu)良且可調(diào)控的綜合性能，以滿足國內(nèi)外市場對高性能聚合物微納制品的巨大需求。

然而，聚合物復(fù)合材料微納成型過程存在諸多不同于傳統(tǒng)聚合物成型過程中的新問題。譬如，隨著尺寸的不斷減小，微尺度效應(yīng)越來越明顯，其中一個重要表現(xiàn)是微納米填料的比表面積顯著增大，致使其表面吸附力明顯增強，最后導(dǎo)致顆粒間嚴重的團聚現(xiàn)象。如果不能解決微納米填料顆粒的在聚合物基體中的團聚問題，就不能形成填料分散均勻的聚合物復(fù)合材料，也就不能很好地發(fā)揮微納米填料的增強增韌效果，從而影響加工過程及微納產(chǎn)品的使用性能。目前，用于聚合物復(fù)合材料混煉的傳統(tǒng)設(shè)備有密煉機、雙螺桿擠出機以及雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機等。上述傳統(tǒng)設(shè)備用于聚合物微納成型領(lǐng)域具有如下明顯缺陷：(1)這些設(shè)備的工作特點是利用其產(chǎn)生的高剪切效應(yīng)來實現(xiàn)微納米填料的分散，如果剪切力不足則無法使團聚的微納米填料均勻分散，而剪切力過大則會破環(huán)微納米填料形態(tài)，尤其是具有大長徑比的纖維狀微納米填料，進而影響其優(yōu)異性能的發(fā)揮；(2)更為關(guān)鍵的是，傳統(tǒng)設(shè)備涉及的尺度較大，對混煉的聚合物復(fù)合材料的投料量有一定的要求，無法滿足微量條件下聚合物復(fù)合材料的混煉要求；(3)傳統(tǒng)混煉方法制備的聚合物復(fù)合材料往往需要進行干燥造粒，然后再進行后續(xù)的注塑或擠出等成型，這種混煉與成型相分離的方法勢必造成后續(xù)成型過程中聚合物復(fù)合材料形態(tài)的變化。綜上所述，為滿足聚合物微納成型技術(shù)的日益發(fā)展要求，目前該領(lǐng)域急需一種以非剪切效應(yīng)為主導(dǎo)且可用于原位成型的微量聚合物復(fù)合材料的有效混煉裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種可用于原位成型的微量聚合物復(fù)合材料循環(huán)混煉裝置，以滿足目前聚合物微納成型制造技術(shù)的發(fā)展要求。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)解決方案：

本實用新型提供的一種可用于原位成型的微量聚合物復(fù)合材料循環(huán)混煉裝置包含循環(huán)混煉模塊，所述循環(huán)混煉模塊包括料筒、轉(zhuǎn)子、滑片、彈簧、隔板底板、端蓋、軸和活塞板；所述料筒由第一半筒和第二半筒組成，所述第一半筒和第二半筒各自兩端均設(shè)有兩個等徑半圓柱形孔，兩個半圓柱形孔之間分別由半環(huán)形第一半隔板和第二半隔板隔開；所述第一半隔板和第二半隔板同軸裝配后組成隔板，且分別設(shè)有循環(huán)口；所述第一半筒和第二半筒各自兩端的內(nèi)壁中央分別設(shè)有導(dǎo)槽，且所述第二半筒外壁沿徑向設(shè)有第一投料口和第二投料口；所述轉(zhuǎn)子由凸輪軸上反向布置且軸向錯開的第一凸輪和第二凸輪組成，所述凸輪軸通過鍵安裝于軸上；所述隔板底板由第一半底板和第二半底板組成，所述第一半底板和第二半底板上分別設(shè)有一個循環(huán)口調(diào)控孔；所述滑片通過所述彈簧安裝于導(dǎo)槽內(nèi)，且可隨彈簧的伸縮在導(dǎo)槽內(nèi)來回滑動；所述活塞板通過軸承安裝于軸上，所述軸通過鍵可帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，同時可沿鍵長度方向作直線運動。

所述料筒、轉(zhuǎn)子、活塞板和端蓋同軸安裝后，在彈簧作用下滑片一端緊貼在第一凸輪和第二凸輪外壁上，此時第一凸輪的外壁、料筒內(nèi)壁、端蓋內(nèi)壁、隔板底板外壁和滑片側(cè)壁構(gòu)成第一層第一混煉腔和第一層第二混煉腔，第二凸輪的外壁、料筒內(nèi)壁、活塞板外壁、隔板外壁和滑片側(cè)壁構(gòu)成第二層第一混煉腔和第二層第二混煉腔；所述第一層第一混煉腔與第一投料口連通，且與第二層第二混煉腔通過循環(huán)口連通，所述第二層第一混煉腔與第二投料口連通，且與第一層第二混煉腔通過循環(huán)口連通；所述軸帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，由于凸輪外壁輪廓變化，各混煉腔的容積發(fā)生周期性的變化，其中同層的兩個混煉腔容積變化相反，不同層的由循環(huán)口相連通的兩個混煉腔容積變化也相反。