[實用新型]非極性聚合物的塑化設備和系統

有效

• 申請號: 201520295436.8
• 申請日: 2015-05-08
• 公開（公告）號: CN204658869U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 張小明
• 申請（專利權）人: 廣東科學技術職業學院
• 主分類號: B29C45/46
• 分類號: B29C45/46;B29C47/36
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 李海恬;萬志香

技術領域

本實用新型涉及非極性聚合物的塑化技術領域，特別是涉及一種非極性聚合物的塑化設備和系統。

背景技術

塑料已廣泛應用于國民經濟各領域中，成為四大基礎材料之一。塑料產業是輕工業支柱產業之一，塑料加工成型機械是輕工裝備的重要組成部分。隨著輕工業的生產方式向“綠色”轉變，低耗、高效、環保型的加工成型技術正成為塑料加工行業的發展趨勢，每一次技術創新性研究都會推動行業的技術進步。

目前的塑料加工成型是物料在熱機械作用下的形變過程，普遍來說，是采用的擠出或注射成型都是剪切力場起主導作用的塑化輸運過程作業。該加工方法普遍存在物料塑化輸運所經歷的能耗高、對物料特性依賴性強等缺陷，并造成聚合物和添加劑的降解而降低制品的性能和回收性。

因此，在高分子成型加工領域遭遇到了這樣一個基本的科學問題，即高分子材料能否在成型過程中保持事先優化設計的材料微觀結構狀態。解決這些問題的有效辦法是縮短聚合物塑化輸運所經歷的熱機械歷程和降低加工溫度。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種非極性聚合物的塑化設備和系統。采用該塑化設備或系統，能夠實現非極性聚合物的低溫成型加工。

本實用新型還公開了一種非極性聚合物的塑化方法的設備，包括：至少兩個輥筒、傳動機構、電機、機架、進料斗和出料部，所述電機輸出軸通過傳動機構傳動至輥筒，所述至少兩個輥筒平行放置且異向旋轉，所述進料斗的出口設于輥筒上方；所述出料部的入口設于輥筒下方；

該設備還包括陶瓷軸承、滑環和用于連接高頻電場發生器的電刷，所述輥筒通過陶瓷軸承安裝固定于機架上，所述滑環包覆于輥筒上，所述電刷與所述滑環相接觸。

在常規技術中，如何使聚合物在較低溫度下實現塑化流動進而成型一直是聚合物加工領域的重點問題，可能的研究方向集中在聚合物擠脹成型加工、壓塑性聚合物壓力加工、聚合物高頻電場焊接加工等領域。

本發明人經過大量考察研究后總結發現，擠脹成型加工中，擠脹成型是一種塑性成型方法，預成型的管坯在組合外力的作用下沿徑向向外擴張，通過塑性變形形成與模具型腔相一致的制品具有成型設備結構簡單，被加工物料不產生相變，能耗少等優點。塑料擠脹成型只是一種塑料二次成型方法，是對塑料管坯施加內壓，使其在脹形壓力作用下沿徑向向外擴張，在固相下產生塑性變形，即在結晶態或玻璃態下的塑性成型，主要適用于成型管類零件，無法廣泛應用于其它塑料制品。

壓塑性聚合物壓力加工中，壓力可使聚苯乙烯嵌段聚丙烯酸正丁酯(PS-b-PBMA)產生熔體式的流動行為。這種行為已經在其他一系列嵌段共聚物體系中相繼發現，這些聚合物被稱為壓塑性塑料。美國MIT的Mayes教授在Nature雜志上報道了某些壓塑性塑料在室溫下表現出熔體式的流動行為，這一體系的兩種成份分別是納米相尺度的高-Tg和低-Tg聚合物。雖然這類嵌段共聚物取代今天的通用塑料有潛在的弊端，一方面，其合成工藝較為復雜，成本較高，另一方面，可合成的嵌段共聚物有限。但是作為塑料加工的一個新范例，壓塑性塑料的半固態加工為塑料低溫成型帶來了希望。

而在聚合物高頻電場焊接加工中，前人采用高頻電場技術對聚合物材料進行焊接等加工，節約了能源，提高了效率。但是他們只能對環氧樹脂等介電損失系數大的聚合物進行加工，然而一般聚合物的介電損耗都非常小(tanδ＝10^－3～10^－4)，換言之，大多數熱塑性聚合物都不具備高頻介質加熱的條件。

因此，對于聚合物低溫塑化加工，塑料擠脹成型加工方法可使聚合物材料在固相下產生塑性變形，即實現在結晶態或玻璃態下的低溫塑性成型；一些嵌段共聚物由于自身特別的結構而能夠在低溫條件下在一定壓力誘導作用下可以實現流動而成型；而一些具有較高介電常數和介電損耗的極性聚合物也可以實現高頻電場加熱熔融塑化。但上述加工方法或者依賴于熱成型前處理且局限于加工管類制品，或者局限于加工某一類特定的聚合物材料，而對于一些通用的既不屬于嵌段共聚物，且大多數為非極性的聚烯烴材料(如聚乙烯、聚丙烯)，不論是壓力誘導還是高頻電場加熱均難以實現低溫塑化成型加工。