[實(shí)用新型]一種高分子材料老化試驗(yàn)粉體制備裝置及老化試驗(yàn)箱

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020146750.0
• 申請日: 2020-01-23
• 公開（公告）號: CN212059592U
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)Ｏ?/a>;高峽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市理化分析測試中心
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N17/00;B24B19/00;B24B41/04;B24B41/06;B24B55/12
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 許姣

本實(shí)用新型公開一種高分子材料老化試驗(yàn)粉體制備裝置及老化試驗(yàn)箱，能夠通過磨削的方式持續(xù)不斷制備高分子材料粉體，從而真實(shí)的模擬自然環(huán)境中高分子材料粉體的老化和分解過程。該粉體制備裝置包括：粉體制備單元和驅(qū)動單元；粉體制備單元包括：砂輪、材料導(dǎo)向套和恒壓機(jī)構(gòu)；其中砂輪連接在驅(qū)動單元的動力輸出端，通過驅(qū)動單元驅(qū)動砂輪轉(zhuǎn)動；材料導(dǎo)向套固定安裝在支架上，且材料導(dǎo)向套的一端開口位于砂輪正上方；高分子材料樣品放置在材料導(dǎo)向套內(nèi)；恒壓機(jī)構(gòu)用于向材料導(dǎo)向套內(nèi)的高分子材料樣品提供恒壓力，使高分子材料樣品伸出材料導(dǎo)向套與砂輪恒壓接觸；當(dāng)砂輪轉(zhuǎn)動時，磨削高分子材料樣品，制備高分子材料粉體。

技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)用新型涉及一種粉體制備裝置，具體涉及一種高分子材料試驗(yàn)粉體制備裝置。

背景技術(shù)

高分子材料種類繁多、數(shù)量龐大，經(jīng)老化、降解過程會產(chǎn)生復(fù)雜多樣的化學(xué)物質(zhì)，這些產(chǎn)物進(jìn)入生態(tài)循環(huán)中會對環(huán)境產(chǎn)生影響，尤其是“微塑料”已經(jīng)存在于湖海山川和我們生活中的方方面面。

高分子材料難以完全降解，處理不當(dāng)會造成白色污染，在環(huán)境中也會發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)反應(yīng)。在機(jī)械作用力、日光照射、磨損等作用下，經(jīng)過長時間的暴露積累，高分子分解為尺寸很小的碎片，即“微塑料”；同時，材料中的基體高分子鏈段在光、氧等作用下，會發(fā)生斷裂生成小分子化學(xué)物質(zhì)，加入的有機(jī)小分子添加劑也會發(fā)生氧化、分解等反應(yīng)。

高分子材料發(fā)生物理變化分解或脫落產(chǎn)生的微塑料(通常指直徑或長度小于5mm的纖維、碎片或顆粒)，存在于我們生活中的方方面面，在德國啤酒、法國蜂蜜、中國食鹽以及全球范圍內(nèi)瓶裝飲用水中都發(fā)現(xiàn)了它的身影，其廣泛分布于大氣、土壤和水體中，已經(jīng)入侵到了南極海域和北冰洋。由于其具有較大的比表面積、能吸附更多的污染物及更容易進(jìn)入生物體等特殊性質(zhì)，對水體環(huán)境造成的危害比大塊塑料大的多。然而目前我國水體中微塑料的濃度、種類、分布等數(shù)據(jù)非常缺乏，相關(guān)基礎(chǔ)研究較少，不利于微塑料的監(jiān)測、管理和控制，目前，還沒有規(guī)范性檢測技術(shù)與相關(guān)管理措施。

高分子材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物多數(shù)為醇、醛、酸、酯、酮、酚類等有機(jī)小分子。這些種類復(fù)雜、數(shù)量龐大的高分子相關(guān)有機(jī)污染物進(jìn)入環(huán)境后，對環(huán)境的影響尚不明確，鮮有研究報道。因此對高分子相關(guān)的有機(jī)污染物進(jìn)行鑒定及溯源研究，是進(jìn)行環(huán)境安全評價和相關(guān)毒理研究的基礎(chǔ)，能為未來環(huán)境監(jiān)測指引方向。

但是，目前其對環(huán)境的影響及相關(guān)基礎(chǔ)研究還很不足。針對高分子相關(guān)有機(jī)污染物的鑒定及溯源研究，分析其中高分子相關(guān)污染物的種類含量，進(jìn)行成分溯源時必須在自然環(huán)境中采集到有效的樣品。但是樣品的收集難度很大，比如從水體里采集到的水樣，對其中的物質(zhì)進(jìn)行分離和富集時很難得到有效樣品，效率低、代價大，而且富集到的樣品的代表性和多樣性有限，無法獲得在環(huán)境中所發(fā)生的復(fù)雜的物理變化和化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)信息，不利于開展針對性研究。通常的研究方法是利用老化試驗(yàn)箱，模擬高分子材料老化降解、使用過程和暴露環(huán)境，加速高分子材料的老化和分解。

目前研究的不足之處在于：

從試驗(yàn)研究角度來說，在老化試驗(yàn)箱內(nèi)對高分子材料顆粒進(jìn)行老化和分解與自然環(huán)境中的高分子材料的老化和分解更為相似。高分子材料粉體的制備一般采用球磨法，目前使用的球磨機(jī)可以分為普通球磨機(jī)和高能球磨機(jī)兩類，通常使用高能球磨機(jī)制備高分子材料粉體。常用的高能球磨機(jī)又分為攪拌式、行星式和振動式三種。對于任一種高能球磨機(jī)，微粒的細(xì)化程度主要取決于磨球和物料所獲得的碰撞能量。越高的碰撞能量將使得物料顆粒在磨球的撞擊下產(chǎn)生破碎的幾率越大，從而使物料顆粒的細(xì)化程度越高。高能球磨機(jī)工作時會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或振動，以及硬球?qū)υ系膹?qiáng)烈撞擊，還需要比較大的功率，這些因素都使這種工作原理的設(shè)備無法應(yīng)用于老化箱內(nèi)。即使在外部利用高能球磨機(jī)制備高分子材料粉體，然后在老化試驗(yàn)箱內(nèi)對高分子材料顆粒進(jìn)行老化和分解，也存在無法獲得高分子材料老化降解、使用過程和暴露環(huán)境所發(fā)生的復(fù)雜的物理變化和化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)動態(tài)信息，不能真實(shí)的模擬自然環(huán)境中高分子材料粉體的老化和分解過程。

實(shí)用新型內(nèi)容