一种基于体积拉伸形变的推拉混炼装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种基于体积拉伸形变的推拉混炼装置，包括推拉杆、推拉轴和混炼槽体，推拉轴设于混炼槽体的内腔中，推拉杆连接于推拉轴上，且推拉杆伸出混炼槽体外并外接动力驱动装置；推拉轴往复运动于混炼槽体的内腔中，且推拉轴两侧形成体积呈周期性变化的熔体腔室。其方法是利用往复运动的推拉轴与混炼槽体之间形成体积呈周期性变化的熔体腔室，物料在熔体腔室内不断受到周期性的体积拉伸形变作用而进行分散混合，从而得到分散混合均匀的复合材料。本实用新型专利技术通过体积拉伸形变分散混合可有效避免剪切作用对分子链的破坏，并且混炼后得到的复合材料热机械历程短、分散效果更好。好。好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于体积拉伸形变的推拉混炼装置


[0001]本技术涉及复合材料的熔融共混成型
，特别涉及一种基于体积拉伸形变的推拉混炼装置。

技术介绍

[0002]随着社会的发展和科技的不断进步，单一组分聚合物制备的产品因其制备成本高、综合性能差等问题越来越难以满足人们不断提升的需求。具有良好综合力学性能、耐候性和低生产成本的复合材料越来越受到人们的青睐。
[0003]其中，复合材料是指两种或两种以上的聚合物通过物理方法或化学方法共同混合而形成的宏观上均匀、连续的固体高分子材料。通常情况下，通过共混可以改善高分子材料的某些物理机械性能、加工成型性能，也可以降低生产成本或赋予高分子材料某些特殊性能。
[0004]目前常用的复合材料共混设备主要有高速混合机、双辊混炼机和单双螺杆挤出机等。上述设备主要是通过剪切力场的作用对复合材料进行输送和混合，剪切力场利用剪切力促使物料颗粒产生变形(偏转与拉长)以致破碎，从而促进分散混合。但在实际生产中，上述以剪切形变支配的设备普遍存在热机械历程长、分散混合效果差等缺点，同时，在分散混合过程中由于强烈的机械剪切作用和热效应，还容易导致部分聚合物发生降解等现象，较大程度上降低了制备出来样品的物理机械性能。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于体积拉伸形变的推拉混炼装置，该装置可有效减少熔融共混中剪切作用对高分子材料分子链的破坏，提高复合材料的综合力学性能。
[0006]技术本技术的技术方案为：一种基于体积拉伸形变的推拉混炼装置，包括推拉杆、推拉轴和混炼槽体，推拉轴设于混炼槽体的内腔中，推拉杆连接于推拉轴上，且推拉杆伸出混炼槽体外并外接动力驱动装置；推拉轴往复运动于混炼槽体的内腔中，且推拉轴两侧形成体积呈周期性变化的熔体腔室。其中，推拉杆穿过混炼槽体的正中位置后通过螺纹与推拉轴固定连接。混炼槽体分为上下两部分(即下述的第一槽体和第二槽体)，下半部分固定安装在混炼仪的机架上，上半部分的混炼槽体通过凸肩和四个螺纹孔可以方便的与下半部分的混料槽体进行定位固定安装或拆卸。推拉轴与混炼槽紧密配合，当推拉轴进行前后往复运动时，位于推拉轴两侧的熔体腔室的体积在零和最大值之间周期性变化。
[0007]所述推拉轴两端的头部形状为平头、球形头、锥形头、鱼雷头或齿形头。
[0008]所述推拉轴中部的径向截面为圆形、方形、矩形或六边形。
[0009]沿推拉轴的轴线方向，所述推拉轴两侧与混炼槽体的内壁之间留有间隙，推拉轴两侧的熔体腔室通过间隙连通。
[0010]所述间隙的截面呈矩形、三角形或齿形。
[0011]所述混炼槽体包括相配合的第一槽体和第二槽体，第一槽体和第二槽体上分别设有结构对称的凹腔，两个凹腔拼接形成混炼槽体的内腔。
[0012]所述混炼槽体上设有进料口，在物料分散混合过程中，进料口通过螺纹密封。一般情况下，将进料口设于上半部分的混炼槽体上，可采用螺纹孔作为进料口，在混炼槽体的内腔中加入足够量的物料后，通过螺钉在螺纹孔处拧紧固定，使混炼槽体中形成密闭的内腔。
[0013]上述推拉混炼装置可实现一种基于体积拉伸形变的推拉混炼方法，具体为：利用往复运动的推拉轴与混炼槽体之间形成体积呈周期性变化的熔体腔室，物料在熔体腔室内不断受到周期性的体积拉伸形变作用而进行分散混合，从而得到分散混合均匀的复合材料。
[0014]所述推拉轴与混炼槽体之间具有供物料通过用的间隙，物料通过间隙往复运动于位于推拉轴两侧的熔体腔室中。
[0015]所述复合材料为聚合物与聚合物形成的复合材料、聚合物与超稀材料(如石蜡油等)形成的复合材料或聚合物与无机填料(如陶瓷等)形成的复合材料等。
[0016]上述基于体积拉伸形变的推拉混炼方法及装置使用时，将该推拉混炼装置安装于混炼仪的支架上，其推拉杆连接常用的动力驱动装置即可，推拉杆带动推拉轴在混炼槽体的内腔中进行前后往复运动，其推拉混炼原理为：当推拉轴往前运动时，前腔室(即位于推拉轴前侧的熔体腔室)的体积逐渐变小，后腔室(即位于推拉轴后侧的熔体腔室)的体积逐渐变大，前腔室的物料受到推拉轴的挤压后，经过推拉轴端部与混炼槽体内壁之间的间隙或推拉轴轴线方向两侧与混炼槽体内壁之间的间隙进入到后腔室；当物料全部进入到后腔室时，推拉轴往后运动，前腔室的体积逐渐变大，后腔室的体积逐渐变小，后腔室的物料受到推拉轴的挤压经过间隙进入到前腔室，如此循环往复；在推拉轴前后往复运动的过程中，物料不断受到挤压拉伸作用，进而得到充分的分散混合。
[0017]本技术相对于现有技术，具有以下有益效果：
[0018]本推拉混炼装置中，通过使物料在由推拉轴和混炼槽体组成的体积不断周期性变化的熔体腔室中来回往复运动，从而提供体积拉伸形变作用促使物料充分分散混合，制备出高性能复合材料。通过体积拉伸形变分散混合可有效避免剪切作用对分子链的破坏，并且混炼后得到的复合材料热机械历程短、分散效果更好。
[0019]本推拉混炼装置结构简单，在现有混炼机的基础上进行改进即可使用，其设备改造成本低，生产效率高，适用面广。
附图说明
[0020]图1(a)为本推拉混炼装置实施例1的结构示意图。
[0021]图1(b)为图1(a)所示推拉混炼装置的A
‑
A截面视图。
[0022]图2(a)为图1(a)中推拉轴的结构示意图。
[0023]图2(b)为图2(a)的B
‑
B截面视图。
[0024]图3为图1(a)所示推拉混炼装置的混合指数分布示意图。
[0025]图4为实施例1中制备的PE/PP复合材料的SEM形貌图。
[0026]图5为实施例1中制备的FEP/nmHBN导热复合材料的SEM形貌图。
[0027]图6(a)为实施例2中推拉轴的结构示意图。
[0028]图6(b)为图6(a)的C
‑
C截面视图。
[0029]图6(c)为图6(a)的D方向视图。
[0030]图7(a)为实施例2中推拉轴的另一结构示意图。
[0031]图7(b)为图7(a)的左视图。
[0032]图7(c)为图7(a)的俯视图。
[0033]图8(a)为实施例3中推拉轴的结构示意图。
[0034]图8(b)为图8(a)的E
‑
E截面视图。
[0035]图8(c)为图8(a)的F方向视图。
[0036]图9(a)为实施例3中推拉轴的另一结构示意图。
[0037]图9(b)为图9(a)的中部截面视图。
[0038]图9(c)为图9(a)的俯视图。
[0039]上述各图中，1为第一槽体，2为第二槽体，3为后腔室，4为推拉杆，5为推拉轴，6为前腔室。
具体实施方式
[0040]下面结合实施例，对本技术作进一步的详细说明，但本技术的实施方式不限于此。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于体积拉伸形变的推拉混炼装置，其特征在于，包括推拉杆、推拉轴和混炼槽体，推拉轴设于混炼槽体的内腔中，推拉杆连接于推拉轴上，且推拉杆伸出混炼槽体外并外接动力驱动装置；推拉轴往复运动于混炼槽体的内腔中，且推拉轴两侧形成体积呈周期性变化的熔体腔室。2.根据权利要求1所述一种基于体积拉伸形变的推拉混炼装置，其特征在于，所述推拉轴两端的头部形状为平头、球形头、锥形头、鱼雷头或齿形头。3.根据权利要求1所述一种基于体积拉伸形变的推拉混炼装置，其特征在于，所述推拉轴中部的径向截面为圆形、方形、矩形或六边形。4.根据权利要求1所述一种基于体积拉伸形变的推拉混炼装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂珍，严明保，于莹莹，宋建，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：