沉析纖維高剪切分散機(jī)

GRS2000沉析纖維高剪切分散機(jī)：析纖維沉析纖維采用間苯二甲酰氯和間苯二胺作為聚合單體，在二甲基乙酰胺體系中聚合制備不同分子量間位芳綸；使用三乙醇胺脫去反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的綠化氫，生成的三乙醇胺鹽酸鹽析出，經(jīng)過(guò)濾后得到間位芳綸溶液；以DMAc/H2O混合溶液作為芳綸沉析纖維的凝固??；待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，用注射器提取過(guò)濾去泡后的間位芳綸溶液，注入速率將芳綸溶液沿缸體中部注入高剪切凝固浴中，一次加芳綸溶液體積與缸內(nèi)凝固浴體積比為1：20～1：100；沉析纖維在間位芳綸溶液注入凝固浴的瞬間形成。

沉析纖維的制備及性能：

沉析纖維是聚合物溶液在高速剪切的凝固浴中瞬間形成的，時(shí)間大約為10-5 s，因此沉析纖維形成過(guò)程中各影響因素的控制對(duì)其性能具有重要影響。

沉析纖維成形過(guò)程中，首先可將聚合物溶液看作一種具有一定粘彈性的非牛頓流體，其在高速剪切的凝固浴中被液體的剪切力迅速拉伸變形。在聚合物溶液被拉伸變形的同時(shí)，凝固劑則透過(guò)凝固浴與聚合物溶液的界面滲入其內(nèi)部，隨著聚合物溶液內(nèi)部凝固劑濃度的升高，聚合物溶液由液態(tài)逐漸向固態(tài)轉(zhuǎn)變。聚合物溶液被拉伸變形、凝固劑向溶液內(nèi)部滲透和聚合物溶液由液態(tài)逐漸向固態(tài)轉(zhuǎn)變同時(shí)發(fā)生，直至達(dá)到一臨界值 ―― 高速剪切凝固浴的剪切力不能再使逐漸凝固的聚合物液滴產(chǎn)生形變?yōu)橹?，即形成沉析纖維。 

　　在沉析纖維的制備過(guò)程中，聚合物溶液性質(zhì)（濃度、黏度、溫度、離子含量等）、凝固浴性質(zhì)（溶劑與凝固劑配比、凝固浴溫度、離子濃度等）和剪切速率（大于12 s-1）是影響沉析纖維形成及其性能的主要因素。

沉析纖維的應(yīng)用 ：芳綸紙及其復(fù)合材料方面

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)沉析纖維的研究大多集中在制備工藝的選擇和優(yōu)化以及對(duì)沉析纖維形貌、尺寸的觀察方面，而對(duì)制備過(guò)程中各因素與沉析纖維的形貌、尺寸、性能之間的關(guān)系尚未能進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究，特別是對(duì)沉析纖維形成機(jī)理的研究極少。因此，未來(lái)研究重點(diǎn)將集中于以下幾方面： 

（1）沉析纖維在高速剪切凝固浴中形成，因此穩(wěn)定剪切速率是制備尺寸和性能穩(wěn)定良好沉析纖維的主要因素，故可對(duì)產(chǎn)生高速剪切的設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)； 
　?。?）金屬離子不僅對(duì)沉析纖維成形過(guò)程具有重要影響，其殘留含量對(duì)沉析纖維及芳綸紙和復(fù)合材料的電絕緣等性能具有關(guān)鍵影響，可從聚合入手，選擇可替代金屬鹽的中和劑； 
　?。?）當(dāng)前制備沉析纖維大多是在室溫條件下，而通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)境溫度可實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物溶液黏度、凝固浴擴(kuò)散系數(shù)等沉析纖維形成過(guò)程中主要性能影響因素的調(diào)控。

 從設(shè)備角度來(lái)分析，影響分散 效果因素有以下幾點(diǎn)：

1 分散頭的形式（批次式和連續(xù)式）（連續(xù)式比批次好）

2 分散頭的剪切速率 （越大，效果越好）

3 分散頭的齒形結(jié)構(gòu)（分為初齒，中齒，細(xì)齒，超細(xì)齒，約細(xì)齒效果越好）

4 物料在分散墻體的停留時(shí)間，乳化分散時(shí)間（可以看作同等的電機(jī)，流量越小，效果越好）

5 循環(huán)次數(shù)（越多，效果越好，到設(shè)備的期限，就不能再好）

線速度的計(jì)算：

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對(duì)速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) 
g 定-轉(zhuǎn)子 間距 (m)

由上可知，剪切速率取決于以下因素：

– 轉(zhuǎn)子的線速率

– 在這種請(qǐng)況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子 間距。 
定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（轉(zhuǎn)子直徑）X 轉(zhuǎn)速 RPM / 60

    高的轉(zhuǎn)速和剪切率對(duì)于獲得超細(xì)微懸浮液是非常重要的。根據(jù)一些行業(yè)特殊要求，思峻公司在GR2000系列的基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)出GRS2000超高速剪切乳化機(jī)機(jī)。其剪切速率可以14000 rpm，轉(zhuǎn)子的速度可以達(dá)到44m/s。在該速度范圍內(nèi)，由剪切力所造成的湍流結(jié)合專門研制的電機(jī)可以使粒徑范圍小到納米級(jí)。剪切力更強(qiáng)，乳液的粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度高,無(wú)需其他輔助分散設(shè)備,可以達(dá)到普通的高壓均質(zhì)機(jī)的400BAR壓力下的顆粒大小.

2、設(shè)備特點(diǎn)

GRS設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備相比：

高效、節(jié)能

傳統(tǒng)設(shè)備需8小時(shí)的分散加工過(guò)程，GRS設(shè)備1小時(shí)左右完成，超細(xì)分散效果好，能耗極大降低；

高速、高品質(zhì)

傳統(tǒng)設(shè)備的攪拌轉(zhuǎn)速每分鐘幾十轉(zhuǎn)，帶分散功能的轉(zhuǎn)速每分鐘1500轉(zhuǎn)以內(nèi)，只完成宏觀分散加工，超細(xì)分散能力極為有限；GRS設(shè)備的轉(zhuǎn)速每分鐘10000～15000轉(zhuǎn)之間，超高線速度產(chǎn)生的剪切力，瞬間超細(xì)分散漿料中的粉體。

設(shè)備選型表：

表注：流量可以根據(jù)流體的固含量以及附加泵的情況或減少25%。

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