[實用新型]一種適用于乳液聚合反應(yīng)教學(xué)的微反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022131438.7
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN214390102U
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董旭;楊曉玲;支東彥;滕鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責(zé)任公司 31203
• 代理人: 顧蘭芳

本實用新型涉及一種適用于乳液聚合反應(yīng)教學(xué)的微反應(yīng)器，其特征在于，所述微反應(yīng)器包括進料模塊、混合模塊、反應(yīng)模塊、出料模塊；所述進料模塊連接混合模塊，所述混合模塊連接反應(yīng)模塊；所述反應(yīng)模塊連接出料模塊。本實用新型解決了現(xiàn)有教學(xué)中進行乳液聚合反應(yīng)時存在的傳熱效率低、操作復(fù)雜、反應(yīng)時間長，易爆聚等方面的缺點，解決了乳液聚合反應(yīng)停留時間的問題，使聚合反應(yīng)更加徹底，同時，確保了反應(yīng)流道中膠束尺寸趨向于均一，有效控制聚合物分子量及其分布。該種微反應(yīng)器適合于乳液聚合反應(yīng)的教學(xué)活動，方便對乳液聚合反應(yīng)各個階段進行展示，并進行多種單分散聚合物顆粒的制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于乳液聚合反應(yīng)教學(xué)的微反應(yīng)器。

背景技術(shù)

教學(xué)活動中的乳液聚合是在燒瓶或者反應(yīng)釜中借助乳化劑和機械攪拌，使單體分散在水中形成乳液，再加入引發(fā)劑引發(fā)單體聚合。缺點為間歇式操作，操作時間一般在數(shù)小時，并且存在傳質(zhì)傳熱效率低、攪拌不均勻、停留時間及溫度不易調(diào)控等缺點，容易爆聚，器壁及管道容易掛膠和堵塞。相比于攪拌式的反應(yīng)器，微反應(yīng)器具有反應(yīng)時間短、傳熱與傳質(zhì)效率高、反應(yīng)時間及溫度控制精確等特點，微反應(yīng)器技術(shù)可以有效地解決以上教學(xué)活動中的乳液聚合反應(yīng)存在的問題。

微反應(yīng)器在幾十微米到幾千微米尺度上控制流動、傳遞和反應(yīng)過程，具有極高的混合、傳熱、傳質(zhì)效率，微反應(yīng)器內(nèi)傳熱/傳質(zhì)系數(shù)較傳統(tǒng)化工設(shè)備大1～3 個數(shù)量級，特別適合于聚合反應(yīng)。微反應(yīng)器還有高度集成化、無放大效應(yīng)、綠色安全等優(yōu)點，反應(yīng)過程中單次原料使用量低，適合于教學(xué)、演示活動。

但是，微反應(yīng)器在實際應(yīng)用于乳液聚合的教學(xué)時存在以下問題：1)在確定管長的情況下，其停留時間只能通過進料泵控制，在連續(xù)流動下，反應(yīng)溶液的混合與均勻膠束的形成困難；2)由于聚合物溶液存在一定粘度，尤其是制備高分子量聚合物時，隨著粘度的增加，容易粘連和堵塞微流道，這就對設(shè)備設(shè)計提出了要求。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種適用于乳液聚合反應(yīng)教學(xué)的微反應(yīng)器。本實用新型提供如下具體技術(shù)方案：

一種適用于乳液聚合反應(yīng)教學(xué)的微反應(yīng)器，所述微反應(yīng)器包括進料模塊、混合模塊、反應(yīng)模塊、出料模塊；所述進料模塊連接混合模塊，所述混合模塊連接反應(yīng)模塊；所述反應(yīng)模塊連接出料模塊；所述進料模塊、出料模塊包括液體儲罐、分流器、計量泵，所述分流器實現(xiàn)多點進料；所述反應(yīng)模塊包括多通閥，所述多通閥實現(xiàn)多階段出料；所述各模塊之間通過過渡裝置連接，過渡裝置包括緩沖器、計量泵和分流器。所述混合模塊、反應(yīng)模塊都有用于控制溫度的裝置；

進一步的，所述各個模塊的數(shù)量可以是一個或兩個以上；

進一步的，所述微反應(yīng)器任選地包括或不包括過渡裝置；

進一步的，所述混合、反應(yīng)模塊間的并聯(lián)由進料模塊的分流實現(xiàn)；所述混合、反應(yīng)模塊間的串聯(lián)由過渡裝置實現(xiàn)。

進一步的，所述進料模塊、混合模塊、反應(yīng)模塊、出料模塊的數(shù)量可以相同或不同，彼此獨立地是一個或兩個以上。

進一步的，所述分流器的兩側(cè)分別連接進料口和出料口；所述進料口的數(shù)量可以為1個；所述出料口的數(shù)量可以為1個以上，例如2個以上；

優(yōu)選地，所述分流器為均流器。

進一步的，所述分流流道的數(shù)量可以為一條、兩條或更多條；

進一步的，所述進料模塊可以輸送液體單體流體、乳化劑溶液、引發(fā)劑溶液以及其他助劑液體流體進料；優(yōu)選地，所述液體流體的進料模塊還包括過濾器、計量泵。

進一步的，所述混合模塊包括超聲波池、毛細管流道，毛細管流道均勻分布在超聲波池中；

優(yōu)選地，所述毛細管流道所用的毛細管為圓形管，呈彈簧形纏繞；

優(yōu)選地，所述超聲波池媒介為水；