一种均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置，用于连续制备均匀稳定超临界流体纺丝液，该装置包括双反应釜，双反应釜之间通过多根管道连接；反应釜配有外层制冷加热机构、内部温度压力传感器、聚合物加料口、泄压阀；均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置还包括反应釜内部贯穿的环旋叶立体转轴，环旋叶立体转轴包含两页不对等大小的双螺旋片；双反应釜共用计量泵，计量泵设于连接双反应釜的第一根管道上；连接双反应釜的第二根管道与加压机构和抽真空机构连接。与现有技术相比，本发明专利技术的均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置能够实现在制备超临界流体纺丝液时，聚合物与溶剂的投入方式、连续不间断生产以及过程中对温度压力的精确控制。的精确控制。的精确控制。

【技术实现步骤摘要】
一种均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置


[0001]本专利技术涉及纺丝
，尤其是涉及一种均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置。

技术介绍

[0002]超临界流体是在物体的温度和压力均超过其相应临界值点时表现出的一种状态，其密度与液体相近，黏度与气体相似，具有优异的流动与溶解性能。目前，在纺丝液制备领域，超临界流体纺丝技术是处于被开发阶段，其对纺丝原料的种类进行了拓展，可以制备更多种类的、符合相关性能要求的纤维，赋予纤维更多的优异性能，且生产成本低，生产速度快。
[0003]然而，制备超临界流体纺丝液除对原料的选择要求比较严格外，还必须对反应过程中的温度、压力调控以及聚合物和溶剂的添加顺序等因素进行精确调控，这些因素将会直接影响超临界流体纺丝液能否制备成功或者其制备后得到的性能，进而影响最终制备得到的纤维性能。CN212492936U公开了一种反应釜的密封装置设备，包括驱动电机、进料管、搅拌轴、搅拌叶、泄压管压力表等系统。该设备密封效果好，密封结构不易松动，可以保障对一般物料溶剂的搅拌工作；但该装置无法精确调控溶剂添加质量且没有专门再设计通道，不能实现中途二次加入，不适合用于多组分加入的纺丝液配置。CN210621006U公开了一种熔融釜反应设备，包括外部夹套、内部搅拌装置、压缩空气入口以及两个计量罐，可以实现对物料、溶剂的错时以及精准加入；但该设备无法实现对纺丝液的连续性供应，在生产效率方面有待进一步提高。
[0004]因此，亟需开发一种可以连续化生产的、符合相应温度压力需求的、可以精准计量的、均匀稳定的超临界流体纺丝液制备装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置，能够实现在制备超临界流体纺丝液时，聚合物与溶剂的投入方式、连续不间断生产以及过程中对温度压力的精确控制。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术的目的是提供一种均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置，用于连续制备均匀稳定超临界流体纺丝液，所述均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置包括双反应釜，双反应釜之间通过多根管道连接；所述反应釜配有外层制冷加热机构、内部温度压力传感器、以及聚合物加料口、泄压阀；所述均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置还包括反应釜内部贯穿的环旋叶立体转轴，所述环旋叶立体转轴包含两页不对等大小的双螺旋片；双反应釜共用计量泵，计量泵设于连接双反应釜的第一根管道上；连接双反应釜的第二根管道与加压机构和抽真空机构连接。
[0008]进一步地，连接双反应釜的第一根管道上设有阀门a和阀门b；连接双反应釜的第
二根管道上设有阀门c和阀门d、阀门e和阀门f；连接双反应釜的第三根管道上设有阀门g和阀门h。
[0009]进一步地，两个反应釜分别为反应釜a和反应釜b。
[0010]进一步地，两个反应釜的容积设定均为2000ml，均可以在高温高压下配置溶液，尤其是适合超临界流体纺丝液的配置。
[0011]进一步地，反应釜a工作时，阀门b、阀门d、阀门h是关闭的，待反应釜制备纺丝液完成，阀门a和阀门c关闭，根据情况开阀门b和阀门d，实现对纺丝液的连续制备与供应。
[0012]进一步地，所述聚合物加料口用于投放物料，物料从加料口投放，聚合物加料口配有密封盖，防止气体外露，保证反应釜内压力恒定。
[0013]进一步地，所述环旋叶立体转轴包括两个不对称的、大小不一的螺旋，可以将反应釜内物质从下往上来回翻转，所述环旋叶立体转轴的转速可设定范围为0
‑
1500rpm/min。
[0014]进一步地，制冷加热机构打开，所述反应釜最大耐受温度为300℃，推荐温度范围180
‑
220℃；所述制冷加热机构加热方式可以采用油浴加热或电加热。
[0015]进一步地，使用抽真空机构抽真空时，阀门c、阀门f打开，阀门d是关闭的，用以排除反应釜内空气和水分，所述抽真空机构可以选取真空泵或者压缩机中的一种。
[0016]进一步地，温度压力传感器是为实时监控反应釜内情况而设定的，其外接控制面板，可以实时显示反应釜内温度与压力。
[0017]进一步地，通过计量泵向反应釜a量入溶剂时，阀门a打开，阀门b是关闭的，无论溶剂以何种状态存在，计量泵均可以实现对溶剂的精准量入。
[0018]进一步地，反应釜a工作中使用加压机构，阀门e、阀门c打开，阀门d、阀门f关闭，其最大耐受压力为30MPa,实际使用压力推荐6
‑
15MPa；所述加压机构采用气瓶加压的方式，气瓶加压所通气体是氮气、氩气、氦气中的一种。
[0019]进一步地，泄压阀是为避免反应釜内压力过大而设定的，可以实时控制调节反应釜内压力，有保护警示作用。
[0020]本专利技术的具体机理如下：
[0021]首先，将聚合物原料通过加料口加入反应釜内，关闭加料口，打开抽真空装置，开相应阀门，抽尽反应釜内空气和水分，尤其是氧气，避免后续高压力环境下引发其他物化反应；开环旋叶立体转轴，缓慢搅拌，通过制冷加热装置进行预加热，为后续加入溶剂溶解聚合物提供基础；利用计量泵将溶剂精确加入反应釜内，保证纺丝液配制的精确性，同时开气罐阀门，反应釜内增压至需要压力，使得聚合物与溶剂的混合物达到超临界状态，加速环旋叶立体转轴搅拌，利用其大小不一的两页双螺旋装置，以及其搅拌不对称性，使得混合物的活动范围增加，接触比表面积更大，使得溶剂与聚合物充分接触，得到均匀的混合物，期间通过观察温压力传感器，调控相应开关，保持温度压力的恒定，确保流体状态稳定，以制备得到均匀、稳定的超临界流体纺丝液。最后打开相应阀门，利用反应釜内高压力，将超临界流体纺丝液从出料口挤出。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0023]1)本专利技术所提供的均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置，通过设置两个反应釜，共用一套压力装置以及溶剂加入装置，节省装置空间，且与后续纺丝工艺一起，通过阀门开关调控，可以提高超临界流体纺丝液配置效率，实现连续化生产。
[0024]2)本专利技术所提供的均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置，使用环旋叶立体转轴，大大增加了聚合物与溶剂的活动空间，在翻滚过程中获得较多的表面积，提升其接触概率，有助于高压下溶剂与聚合物的充分混合，使制备得到的超临界流体纺丝液更加均匀，性质更加稳定。
[0025]3)本专利技术所提供的均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置，引入计量泵，在加注溶剂时，不管在压力下溶剂的形态如何，均可以实现对溶剂的精确量入，制备出性质更加稳定的超临界流体纺丝液。
附图说明
[0026]图1为本专利技术中超临界流体纺丝液制备装置示意图。
[0027]图中标号所示：
[0028]1‑
反应釜，2
‑
双螺旋搅拌杆，3
‑
计量泵，4
‑
制冷加热机构，5
‑
温度压力传感器，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置，用于连续制备均匀稳定超临界流体纺丝液，其特征在于，所述均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置包括双反应釜(1)，双反应釜(1)之间通过多根管道连接；所述反应釜(1)配有外层制冷加热机构(4)、内部温度压力传感器(5)、以及聚合物加料口(7)、泄压阀(8)；所述均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置还包括反应釜(1)内部贯穿的环旋叶立体转轴(2)，所述环旋叶立体转轴(2)包含两页不对等大小的双螺旋片；双反应釜(1)共用计量泵(3)，计量泵(3)设于连接双反应釜(1)的第一根管道上；连接双反应釜(1)的第二根管道与加压机构(6)和抽真空机构(9)连接。2.根据权利要求1所述一种均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置，其特征在于，连接双反应釜(1)的第一根管道上设有阀门a(10)和阀门b(11)；连接双反应釜(1)的第二根管道上设有阀门c(12)和阀门d(13)、阀门e(14)和阀门f(15)；连接双反应釜(1)的第三根管道上设有阀门g(16)和阀门h(17)。3.根据权利要求2所述一种均匀稳定超临界流体纺丝液制备装置，其特征在于，两个反应釜(1)分别为反应釜a和反应釜b。4.根据权利要求1所述一种均匀稳定超临界流体纺...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成凯，赵存屹，斯阳，贾煜，张旋，代子荐，俞建勇，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：