界面更新条件下超临界CO2在聚合物熔体中的溶解实验装置包括气瓶、减压阀、压力数显表、增压泵、油浴加热容器、压力室1、溢流阀、油泵、压力传感器、A/D转换器、控制系统、压力室2、真空泵、位移传感器、压力容器、活塞、进气导管、尾气出口、磁力搅拌装置、高温密封件、温度显示仪表、釜盖、反应釜体、法兰、驱动电机，旋转轴、磁力联轴器、可更换式混合元件。本实用新型专利技术从本质上了解微孔塑料连续成型过程中均相体的形成特点，合理制定工艺参数，合理进行模具和设备的改进设计，促使这项新技术早日走向成熟，具有重要的实际意义。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及超临界气体在聚合物熔体中的溶解实验装置领域，特别涉及超临界CO2在聚合物熔体中的溶解实验装置。
技术介绍
微孔塑料由于其独特的结构而具有许多优越的综合性能，如质量轻、冲击强度高、韧性好、传导率低，隔音和隔热效果优等，有非常广泛的应用前景，被誉为“21世纪的新型材料”。微孔塑料成型有多种方法，其中超饱和气体法最具有工业应用潜力。因为CO2的超临界态容易达到，所以二十世纪90年代以来的有关微孔塑料研究大多围绕超临界CO2展开。而能否提高超临界CO2的溶解速度则依赖于工艺参数的合理制定、螺杆和混合元件结构的合理设计，虽然知道微孔塑料连续成型时均相体的形成时间缩短是因为螺杆和混合元件的剪切和混合作用，但具体作用机理是什么？是剪切、粘度的降低还是界面更新导致？目前，有关螺杆和混合元件的作用下溶解量和溶解速度的实验装置还鲜有文献报道。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术不足,提供一种界面更新条件下超临界CO2在聚合物熔体中的溶解实验装置。该实验装置从实验上对超临界CO2在聚合物熔体中的溶解量、溶解速度进行定量分析，通过改变温度、压力和犁体曲面式混合元件转速，进行温度、压力和翻埋吸附对超临界CO2在聚合物熔体中的溶解量、溶解速度、溶解度的影响研究。所采用的变体积的方法使超临界CO2在聚合物中的溶解过程中保持恒压，较压力衰竭法，可避免压力改变影响溶解度和溶解过程；较重量法相比，可以研究剪切和剪切速率对溶解过程的影响；且实验装置采用磁力传动原理，可有效避免高压下的气体泄露产生。本技术所述装置结构包括:气瓶、减压阀、压力数显表、增压泵、油浴加热容器、压力室1、溢流阀、油泵、压力传感器、A/D转换器、控制系统、压力室2、真空泵、位移传感器、压力容器、活塞、进气导管、尾气出口、磁力搅拌装置、高温密封件、温度显示仪表、釜盖、反应釜体、法兰、驱动电机，旋转轴、磁力联轴器、可更换式混合元件;所述压力室1上方与气瓶及增压泵相连，气瓶与增压泵之间有减压阀和压力表，超临界CO2由气瓶通入压力室1，压力室1内有活塞上端连接恒定油压，控制压力室1的活塞移动，下方连接压力控制系统和压力室2，使压力室2的压力保持恒定，并通过油浴加热使压力室1和压力室2维持恒温，压力室2内有旋转轴，通过磁力联轴器和上方的驱动电机相连，下方连接犁体曲面式混合元件及真空泵。采用上述方案，压力室1和压力室2由减压阀连接通过油浴加热器保持恒定的温度，在压力室1的活塞上端连接恒定油压以调控活塞移动，从而使压力室2的压力保持恒定，压力室2加入一定量聚合物后，保持一定的温度，由气瓶通入超临界CO2到一定压力后关闭进口阀，打开两压力室之间的阀，使超临界CO2进入压力室2，并通过磁力联轴器和驱动电机相连以保证压力室2的可靠密封，经过犁体曲面式混合元件的充分搅拌，根据位移传感器测定活塞位移随时间的变化，从而得到超临界CO2在聚合物熔体中溶解量随时间的变化曲线。所述压力室1包括压力容器、压力数显表、活塞、位移传感器、进气导管、尾气出口，所述压力容器内装有活塞及位移传感器，上方连接压力数显表，且开有尾气出口，下方连接进气导管，进气导管的上方连接有安全阀。通过采用上述技术方案，首先关闭压力室1和压力室2之间的阀，并控制压力室1的活塞处于端部使下部容积最大，通入超临界CO2到一定压力后关闭进口阀。所述压力室2包括反应釜体、温度显示仪表、釜盖、高温密封件、磁力搅拌装置、控制系统、压力传感器、减压阀，所述反应釜体上方装有釜盖，内部装有温度显示仪表、压力传感器及磁力搅拌装置，由高温密封件连接，下方对称连有进气导管及尾气出气导管，进气导管与压力数显表、控制系统相连，尾气出气导管与抽真空系统相连。通过采用上述技术方案，压力室2加入一定量聚合物后，保持一定的温度，打开两压力室之间的阀使CO2进入压力室2，通过控制压力室1活塞上端的压力使活塞移动从而保持压力室2中的超临界CO2压力恒定，通过调节犁体曲面式混合元件的转速，在恒定的温度、压力下CO2溶解到聚合物熔体中溶解速度通过溶解量随时间的变化得出，实验中通过位移传感器活塞测定位移随时间的变化，得到溶解量随时间的变化曲线。本技术的有益效果是：本技术是依据新提出的“吸附-扩散和吸附-翻埋”溶解机理，据此建立的界面更新条件下超临界CO2在聚合物熔体中的溶解行为研究实验装置，研究不同温度、压力条件下翻埋吸附与溶解度、溶解量之间的相互影响以及温度、压力、转速等工艺参数对溶解速度的影响规律。进一步验证CO2在聚合物熔体中溶解和扩散的新理论，对于从本质上了解微孔塑料连续成型过程中均相体的形成特点，合理制定工艺参数，合理进行模具和设备的改进设计，促使这项新技术早日走向成熟，具有重要的实际意义。附图说明图1为所述界面更新条件下超临界CO2在聚合物熔体中的溶解实验装置总体结构示意图；图中：1-气瓶，2-减压阀，3-压力数显表，4-增压泵，5-油浴加热容器，6-压力室1，7-溢流阀，8-油泵，9-压力传感器，10-A/D转换器，11-控制系统，12-压力室2，13-真空泵。图2为所述界面更新条件下超临界CO2在聚合物熔体中的溶解实验装置的压力室1结构示意图：图中14-位移传感器、15-压力容器、16-活塞、17-进气导管、18-尾气出口。图3为所述界面更新条件下超临界CO2在聚合物熔体中的溶解实验装置的压力室2结构示意图；图中：19-磁力搅拌装置，20-高温密封件，21-温度显示仪表，22-釜盖，23-反应釜体;图4a为本技术所述装置的无混合元件示意图;图4b为本技术所述装置的整体曲面式混合元件示意图：图中:24-法兰、25-驱动电机，26-旋转轴、27-磁力联轴器、28-可更换式混合元件。具体实施方式本技术界面更新条件下超临界CO2在聚合物熔体中的溶解实验装置的总体结构示意图如图1所示，其结构包括气瓶（1）、减压阀（2）、压力数显表（3）、增压泵（4）、油浴加热容器（5）、压力室1（6）、溢流阀（7）、油泵（8）、压力传感器（9）、A/D转换器（10），控制系统（11）、压力室2（12）、磁力搅拌装置（19）、真空泵（13），所述压力室1（6）上方与气瓶（1）及增压泵（4）相连，气瓶与增压泵之间有减压阀（2）和压力数显表（3），CO2由气瓶（1）通入压力室1（6），压力室1（6）内有活塞（16）上端连接恒定油压，控制压力室1（16）的活塞移动，下方连接压力传感器（9）、控制系统（11）和压力室2（12），使压力室2（12）的压力保持恒定，并通过油浴加热容器（5）使压力室1（6）和压力室2（12）维持恒温，压力室2（12）内有旋转轴（26），通过磁力联轴器（27）和上方的驱动电机（25）相连，下方连接可更换式混合元件（28）及真空泵（13）。通过上述设置，压力室1（6）和压力室2（12）由减压阀（2）连接通过油浴加热器保持恒定的温度，在压力室1（6）的活塞（16）上端连接恒定油压以调控活塞移动，从而使压力室2（12）的压力保持恒定，压力室2（12）加入一定量聚合物后，保持一定的温度，由气瓶（1）通入超临界CO2到一定压力后关闭进口阀（2），打开两压力室之间的安全阀（2），使超临界CO2进入压力室2（12）本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种界面更新条件下超临界CO2在聚合物熔体中的溶解实验装置,其特征在于:所述装置结构包括: 气瓶、减压阀、压力数显表、增压泵、油浴加热容器、压力室1、溢流阀、油泵、压力传感器、 A/D转换器、控制系统、压力室2、真空泵、位移传感器、压力容器、活塞、进气导管、尾气出口、磁力搅拌装置、高温密封件、温度显示仪表、釜盖、反应釜体、法兰、驱动电机，旋转轴、磁力联轴器、可更换式混合元件;所述压力室1上方与气瓶及增压泵相连，气瓶与增压泵之间有减压阀和压力表，超临界CO2由气瓶通入压力室1，压力室1内有活塞上端连接恒定油压，控制压力室1的活塞移动，下方连接压力控制系统和压力室2，使压力室2的压力保持恒定，并通过油浴加热使压力室1和压力室2维持恒温，压力室2内有旋转轴，通过磁力联轴器和上方的驱动电机相连，下方连接犁体曲面式混合元件及真空泵。
【技术特征摘要】
1.一种界面更新条件下超临界CO2在聚合物熔体中的溶解实验装置,其特征在于:所述装置结构包括:气瓶、减压阀、压力数显表、增压泵、油浴加热容器、压力室1、溢流阀、油泵、压力传感器、A/D转换器、控制系统、压力室2、真空泵、位移传感器、压力容器、活塞、进气导管、尾气出口、磁力搅拌装置、高温密封件、温度显示仪表、釜盖、反应釜体、法兰、驱动电机，旋转轴、磁力联轴器、可更换式混合元件;所述压力室1上方与气瓶及增压泵相连，气瓶与增压泵之间有减压阀和压力表，超临界CO2由气瓶通入压力室1，压力室1内有活塞上端连接恒定油压，控制压力室1的活塞移动，下方连接压力控制系统和压力室2，使压力室2的压力保持恒定，并通过油浴加热使压力室1和压力室2维持恒温，压力室2内有旋转轴，通过磁力联轴器和上方的驱动电机相连，下方连接犁...
【专利技术属性】
技术研发人员：段翔宇，黄兴元，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：新型
国别省市：江西;36
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