CN108016017B - 静态拉伸混合器及其用于制备聚合物纳米复合材料的方法 - Google Patents

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    • B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/362—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using static mixing devices

Abstract

本发明属于有机材料加工技术领域，具体涉及一种静态拉伸混合器及其用于制备聚合物纳米复合材料的方法。所述静态拉伸混合器包括轴套、芯轴和封板；所述芯轴包括依次连接的分配区、收集区、拉伸区和旋合区；所述拉伸区由基于拉伸流变原理设计的具有可周期性变化的拉伸流道组成，为所述芯轴的主要工作区；所述拉伸流道由所述拉伸区与所述轴套之间的间隙组成。所述静态拉伸混合器是基于拉伸流变原理设计具有周期性震荡特征的拉伸流动界面，对高黏度的聚合物纳米复合材料熔体多次施加流动方向上的拉伸形变与拉伸应力，诱导建立多尺度地分流‑旋转‑拉伸‑合流的流动形态，扩大熔体压力释放瞬间的流动不稳定性，从而实现纳米粒子均匀分散与分布混合。

Description

静态拉伸混合器及其用于制备聚合物纳米复合材料的方法
技术领域
本发明属于有机材料加工技术领域，具体涉及静态拉伸混合器及其用于制备聚合物纳米复合材料的方法。
背景技术
具有柔性加工特点的聚合物纳米复合材料几乎是目前所有高分子领域的研究重点，其一般通过将黏弹性聚合物连续相与纳米颗粒分散相在熔体或溶液等状态下进行混合制备。
熔体的分散混合主要有两种方法：一是熔体的剪切分散混合；一是熔体的拉伸破碎分散混合。就熔体的剪切分散混合而言(以双螺杆挤出过程为例)，施加在聚合物纳米复合材料熔体上的剪切作用力，其本质上在微纳尺度上仍然是促使聚合物分子链在流动方向上产生不可逆的拉伸形变，导致团聚的纳米颗粒发生破碎分离，再通过多次往复混合达到预期的分散与分布混合效果；对低粘度溶液或者悬浮液，其多相体系的混合在螺旋桨搅拌下发生速度的急剧突变，使得流动过程中的液滴单元发生拉伸破碎。
所谓拉伸破碎分散，是相对剪切分散而言，是指在拉伸应力的作用下，原先为单相纳米粒子整体或多相粒子团簇在拉伸应力方向上发生形变，球形分散的粒子或液滴变形成椭圆形，并逐步形成夹断区，随着夹断区宽度的减小，粒子团最终发生破碎，形成体积更小的粒子。这类似于液滴拉伸破碎原理：当混合两相具有较大的黏度比值且连续相具有较高的黏度时，分散相在拉伸作用场下能够实验拉伸变细、断裂，然后逐步平衡，再拉伸变细、再破碎。假设两球形颗粒相互粘结团聚，则团聚颗粒在剪切流动和拉伸流动中的所承受的最大作用力如下：
Figure BDA0001491783340000011
Figure BDA0001491783340000012
式中：FSH-max为最大剪切力，单位为N；FEX-max为最大拉伸切力，单位为N；ηm为连续相黏度，单位为Pa·s；
Figure BDA0001491783340000013
ε为拉伸流动中的拉伸应变速率，单位为s-1；
Figure BDA0001491783340000014
为剪切流动中的剪切应变速率，单位为s-1；r1为颗粒1半径，单位为m；r2为颗粒2半径，单位为m。显然，拉伸作用力是剪切作用力的两倍，在分子间缠结力保持不变的情况下，采用拉伸流动效应可以产生更佳的分散效果。
其中，熔体剪切混合法以其低成本、易规模化及工艺简单等优势在工业生产中被大量使用，但如何实现纳米颗粒在聚合物熔体中真正意义上的纳米尺度分散已经成为制约进一步提升材料性能及宏量制备的关键瓶颈。
目前，工业界使用较多的静态混合器主要为分布式混合器(静态)主要包括美国的Kenics型、Ross型，瑞士的Sulzer SMV型、SMX型和SMXL型，日本的HI型，均可实现熔体在压力、温度及分散相在空间位置上均匀分布。但是，这些静态混合器只能实现较好的分布混合，无法实现纳米尺度的颗粒均匀分散。目前，如何一步宏量制备含纳米颗粒的聚合物基纳米复合材料，高效低成本地实现纳米颗粒在聚合物基体中的均匀分散，一直以来是众多科学家致力于解决的问题，也是制备高性能聚合物纳米复合材料的先决条件。目前，在实验研究中小批量的颗粒均匀分散的纳米复合材料的制备已经实现，但工业化规模以上生产还存在较大的难度，主要受限于效率与效益之间的矛盾。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供静态拉伸混合器及其用于制备聚合物纳米复合材料的方法。所述静态拉伸混合器是基于拉伸流变原理设计具有周期性震荡特征的拉伸流动界面，对高黏度的聚合物纳米复合材料熔体多次施加流动方向上的拉伸形变与拉伸应力，诱导建立多尺度地分流-旋转-拉伸-合流的流动形态，扩大熔体压力释放瞬间的流动不稳定性，从而实现纳米粒子均匀分散与分布混合。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种静态拉伸混合器，包括轴套、芯轴和封板；
所述芯轴设置在所述轴套内，所述轴套和所述芯轴分别与所述封板连接；
所述芯轴包括依次连接的分配区、收集区、拉伸区和旋合区；
所述拉伸区由基于拉伸流变原理设计的具有可周期性变化的拉伸流道组成，为所述芯轴的主要工作区；所述拉伸流道由所述拉伸区与所述轴套之间的间隙组成。
进一步地，所述分配区由多螺旋沟槽组成，含纳米粒子的熔体在熔体分配区表面同时实现周向或轴向流动，实现压力与温度的均匀分布。
进一步地，所述收集区是将由熔体分配区流来的聚合物熔体统一收集，将熔体流动由周向二维的流动形态转变为平面二维流动形态。
进一步地，所述旋合区包括使所述芯轴与所述封板连接的螺纹，一方面对芯轴进行轴向固定，另外一方面也对芯轴的径向跳动进行固定。
进一步地，所述拉伸流道具体是由所述拉伸区表面设置的多个螺棱或沟槽与所述轴套之间的间隙构成。
进一步地，所述拉伸流道具体是由所述轴套内表面设置的多个螺棱或沟槽与所述芯轴拉伸区之间的间隙构成。
进一步地，所述轴套与封板通过法兰盘由螺栓固定连接；所述芯轴与所述封板通过螺纹连接。
进一步地，所述拉伸流道可实现所述拉伸流道尺寸的扩张-收缩变化，熔体被多次拉伸形变后由法兰出口处流出。
进一步地，所述轴套外部包覆对所述轴套及其内部流动熔体提供所需的温度环境的加热套。
进一步地，所述芯轴内部设置一加热油道，对所述芯轴的温度进行调控，从而控制熔体在所述拉伸区的拉伸间隙(即所述拉伸流道)处的黏度及流动形态。
进一步地，所述混合器还包括一入口和一出口；所述入口设置在所述分配区前端，所述出口为设置在所述旋合区后端的法兰盘出口。
进一步地，所述静态拉伸混合器与间歇性混合设备或连续挤出设备联合使用。
进一步地，所述拉伸流道间隙不为零，通过更换所述芯轴即可改变所述拉伸流道间隙的大小。
进一步地，所述轴套上还设置一热传感器及压力传感器的安装孔，使所述热传感器及压力传感器直接检测到所述轴套内部流动熔体，并测试所述流动熔体的真实温度与压力。
进一步地，所述安装孔为所述静态拉伸混合器的进口压力或温度的测试口，所述安装孔尺寸与传感器配合。
进一步地，所述静态拉伸混合器在工作时，熔体从所述静态拉伸混合器的入口进入(若安装在挤出机末端，则由挤出机输送塑化好的熔体至所述静态拉伸混合器)，从所述静态拉伸混合器的法兰出口流出，可实现连续化生产；通过更换所述芯轴即可改变所述拉伸间隙的大小，即构成不同强度的拉伸流场。
进一步地，所述静态拉伸混合器与间歇性混合设备或连续挤出设备配合使用，间歇性混合设备包括但不限于密炼机、捏合机、开炼机等，连续性混合设备包括但不限于单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等。
一种制备聚合物纳米复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，物料预混：采用高速搅拌机对质量为m1的分散相与质量为m2聚合物基体进行混合，直至温度达到T1或直至混合时间为t1，再加入加工助剂m3，形成固体颗粒或粉末状的均匀体系，此时，物料预混完成；
步骤2，物料初步混合：将步骤1预混完成的物料加入间歇性混合设备或连续挤出设备中，使所述预混完成的物料在温度T2下塑化、剪切，使所述分散相的纳米颗粒均匀分散到所述聚合物基体中，得到初步混合的物料；
步骤3，聚合物纳米复合材料的形成：当采用所述间歇性混合设备对物料进行初步混合时，需将步骤2中得到的所述初步混合的物料粉碎，再添加至装配有所述静态拉伸混合器的单螺杆或双螺杆挤出机中，塑化、挤出、造粒，最后制备得到分布形态与分散形态均良好的聚合物纳米复合材料；或者，
当采用所述连续挤出设备对物料进行初步混合时，则将所述静态拉伸混合器直接安装在所述连续挤出设备机头与滤板之间，制备得到分布形态与分散形态均良好的聚合物纳米复合材料。
进一步地，所述聚合物纳米复合材料由聚合物基体和分散相复合组成。
进一步地，所述聚合物基体必须是不改变分散相粒子的化学成份及形貌结构，且二者之间具有一定的相容性。
进一步地，所述聚合物基体为具有粘弹性的高分子材料。
进一步地，所述粘弹性的高分子材料包括但不限于聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯。
进一步地，所述分散相为纳米级有机物颗粒、纳米级无机物颗粒和纳米级金属颗粒中的一种或两种或两种以上。
进一步地，所述纳米级有机物颗粒的材质包括橡胶和/或硬质塑料。
进一步地，所述纳米级无机物颗粒为纳米碳酸钙、纳米炭黑和碳纳米管中的任意一种或任意两种或三种。
进一步地，所述纳米级金属颗粒为铜粉、锡粉、铋粉和镁合金粉中的任意一种或任意两种或任意两种以上。
进一步地，步骤1中所述加工助剂与所述聚合物基体和所述分散相均不发生反应，且不能溶解纳米粒子。
进一步地，步骤1中所述加工助剂为液体石蜡、丙三醇、硬脂酸铅、硬脂酸锌、无水乙醇、无水甲醇或无水丙酮。
进一步地，所述分散相m1、所述聚合物基体m2与所述加工助剂m3的质量比m1:m2:m3为5～30:75～95:0～3，其中，质量比m1:m2:m3为5～30:75～95:0除外。
进一步地，所述分散相m1、所述聚合物基体m2与所述加工助剂m3的质量比m1:m2:m3为10～20:80～90:0～2，其中，质量比m1:m2:m3为10～20:80～90:0除外。
进一步地，所述分散相m1、所述聚合物基体m2与所述加工助剂m3的质量比m1:m2:m3为10:90:2。
进一步地，所述分散相m1、所述聚合物基体m2与所述加工助剂m3的质量比m1:m2:m3为20:80:2。
进一步地，通过所述制备聚合物纳米复合材料的方法得到的聚合物纳米复合材料具有更佳的分散相分散特征及力学性能。
进一步地，所述方法应用于多相有机复合材料，有利于不同聚合物相的分散与混炼，实现多相分散界面的最大化。
进一步地，步骤1中所述温度T1为45～60℃；
步骤1中所述混合时间t1为15～30min。
步骤2中所述温度T2为大于所述聚合物纳米复合材料熔点的温度。
进一步地，所述间歇性混合设备为密炼机、捏合机或开炼机。
进一步地，所述连续挤出设备为双螺杆挤出机或单螺杆挤出机。
本发明具有如下有益技术效果：
(1)本发明的静态拉伸混合器是基于拉伸流变原理设计具有周期性震荡特征的拉伸流动界面，对高黏度的聚合物纳米复合材料熔体多次施加流动方向上的拉伸形变与拉伸应力，诱导建立多尺度地分流-旋转-拉伸-合流的流动形态，扩大熔体压力释放瞬间的流动不稳定性，从而实现纳米粒子均匀分散与分布混合。
(2)本发明的静态拉伸混合器配合传统的挤出机设备使用，最终可制备分散特征及机械力学性能均较高的聚合物纳米复合材料，且所述静态拉伸混合器结构简单，成本低廉，具有广阔的推广使用空间。
(3)本发明的静态拉伸混合器不改变传统挤出设备的主体结构，是一种用于实际生产的、结构独立的功能器件，可简便、快捷地对现有生产设备进行升级。
(4)本发明的静态拉伸混合器可根据不同的聚合物基体或纳米分散相选择不同的拉伸流道间隙，以建立不同拉伸强度的拉伸流动界面，操作简单，适用性强。
(5)本发明的静态拉伸混合器用于制备聚合物纳米复合材料的方法，制备工艺简单，易推广；实用性强，在不引入新辅助设备的情况下可大量制备性能良好的聚合物基纳米复合材料。
附图说明
图1为本发明实施例中静态拉伸混合器的基本结构示意图。
图2为本发明实施例中静态拉伸混合器的芯轴的结构示意图。
图3A为本发明实施例中聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料的h＝500μm的扫描电镜结构图。
图3B为本发明实施例中聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料的h＝1000μm的扫描电镜结构图。
图3C为本发明实施例中聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料的h＝1500μm的扫描电镜结构图。
图4为本发明实施例中不同拉伸流道间隙下所制备的聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料的力学性能比较图示。
附图标记说明：1-轴套，2-芯轴，3-封板，4-安装孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
实施例1
本实施例提供一种静态拉伸混合器，如图1和图2所示，所述静态拉伸混合器包括轴套1、芯轴2和封板3；
所述芯轴2设置在所述轴套1内，所述轴套1和所述芯轴2分别与所述封板3连接；
所述芯轴2包括依次连接的分配区、收集区、拉伸区和旋合区；
所述拉伸区由基于拉伸流变原理设计的具有可周期性变化的拉伸流道组成，为所述芯轴2的主要工作区；所述拉伸流道由所述拉伸区与所述轴套1之间的间隙组成。
所述分配区由多螺旋沟槽组成，含纳米粒子的熔体在熔体分配区表面同时实现周向或轴向流动，实现压力与温度的均匀分布。
所述收集区是将由熔体分配区流来的聚合物熔体统一收集，将熔体流动由周向二维的流动形态转变为平面二维流动形态。
所述旋合区包括使所述芯轴2与所述封板3连接的螺纹，一方面对芯轴2进行轴向固定，另外一方面也对芯轴2的径向跳动进行固定。
所述拉伸流道具体是由所述拉伸区表面设置的多个螺棱或沟槽与所述轴套1之间的间隙构成。
所述拉伸流道具体是由所述轴套1内表面设置的多个螺棱或沟槽与所述芯轴2拉伸区之间的间隙构成。
所述轴套1与封板3通过法兰盘由螺栓固定连接；所述芯轴2与所述封板3通过螺纹连接。
所述拉伸流道可实现所述拉伸流道尺寸的扩张-收缩变化，熔体被多次拉伸形变后由法兰出口处流出。
所述轴套1外部包覆对所述轴套1及其内部流动熔体提供所需的温度环境的加热套。
所述芯轴2内部设置一加热油道，对所述芯轴2的温度进行调控，从而控制熔体在拉伸间隙处的黏度及流动形态。
所述混合器还包括一入口和一出口；所述入口设置在所述分配区前端，所述出口为设置在所述旋合区后端的法兰盘出口。
所述聚合物纳米复合材料由聚合物基体和分散相复合组成。
所述聚合物基体必须是不改变分散相粒子的化学成份及形貌结构，且二者之间具有一定的相容性
所述聚合物基体为具有粘弹性的高分子材料。
所述分散相为纳米级有机物颗粒、纳米级无机物颗粒和纳米级金属颗粒中的一种或两种或两种以上。
所述静态拉伸混合器与间歇性混合设备或连续挤出设备联合使用。
所述拉伸流道间隙不为零，通过更换所述芯轴2即可改变所述拉伸流道间隙的大小。
所述轴套1上还设置一热传感器及压力传感器的安装孔4，使所述热传感器及压力传感器直接检测到所述轴套1内部流动熔体，并测试所述流动熔体的真实温度与压力。
所述静态拉伸混合器在工作时，熔体从所述静态拉伸混合器的入口进入(若安装在挤出机末端，则由挤出机输送塑化好的熔体至所述静态拉伸混合器)，从所述静态拉伸混合器的法兰出口流出，可实现连续化生产；通过更换所述芯轴2即可改变所述拉伸间隙的大小，即构成不同强度的拉伸流场。
所述静态拉伸混合器与间歇性混合设备或连续挤出设备配合使用。
本实施例还提供一种制备聚合物纳米复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，物料预混：采用高速搅拌机对质量为m1的分散相与质量为m2聚合物基体进行混合，直至温度达到T1或直至混合时间为t1，再加入加工助剂m3，形成固体颗粒或粉末状的均匀体系，此时，物料预混完成；
步骤2，物料初步混合：将步骤1预混完成的物料加入连续性混合设备中，使所述预混完成的物料在温度T2下塑化、剪切，使所述分散相的纳米颗粒均匀分散到所述聚合物基体中，得到初步混合的物料；
步骤3，聚合物纳米复合材料的形成：将步骤2中得到的所述初步混合的物料粉碎，再添加至装配有所述静态拉伸混合器的单螺杆或双螺杆挤出机中，塑化、挤出、造粒，最后制备得到分布形态与分散形态均良好的聚合物纳米复合材料。
步骤1中所述液体石蜡与所述聚合物基体和所述分散相均不发生反应，且不能溶解纳米粒子。
所述分散相为纳米碳酸钙。
所述聚合物基体为聚丙烯。
所述加工助剂为液体石蜡。
所述纳米碳酸钙、所述聚丙烯与所述液体石蜡的质量比m1:m2:m3为10:90:2。
步骤1中所述温度T1为45～60℃；
步骤1中所述混合时间t1为15～30min。
步骤2中所述温度T2为大于所述聚合物纳米复合材料熔点的温度。
所述连续性混合设备为双螺杆挤出机。
通过所述制备聚合物纳米复合材料的方法得到的聚合物纳米复合材料具有更佳的分散相分散特征及力学性能，如图3A、图3B、图3C和图4所示。
在实施本实施例的制备方法制备聚合物纳米复合材料中发现，若直接将纳米粒子与聚合物基体在连续性混合设备中共混，如双螺杆或单螺杆挤出机，在一定含量的加工助剂的帮助下，如偶联剂、表面活性剂等，其制备得到的聚合物纳米复合材料具有比相应挤出生产设备更佳的分散特征。比较力学性能发现，采用一定的拉伸流动间隙，所制备的聚合物基纳米复合材料的拉伸强度可提高20％以上，断裂伸长率提高30％以上。因纳米粒子粒径小所导致的团聚现象也被大幅度地改善。
在预混料/加料的过程中，采用一定含量的加工助剂(如液体石蜡、丙三醇、硬脂酸铅、硬脂酸锌等)，通过高速搅拌机搅拌使纳米粒子粘附在聚合物颗粒表面，然后挤出、造粒。基于本发明实施例的方法，可以避免因纳米颗粒体积较小而聚集在螺杆底部。同时，本实施例所述静态拉伸混合器也可以与传统双螺杆挤出机配合使用，在造粒机头与螺杆顶端中间添加拉伸混合器件，可实现传统单螺杆挤出过程所无法实现的颗粒分散制备，安装简单，挤出背压小，且未大幅延长停留时间。
在实验生产中，若直接采用单螺杆挤出生产，可多次通过单螺杆挤出机的塑化、挤出、拉伸破碎，亦可得到分散较好的聚合物基纳米复合材料。本发明中所涉及的制备方法，不涉及改变传统挤出设备的主体结构，是一种用于实际生产的、结构独立的功能器件，可简便、快捷地对现有生产设备进行升级。
实施例2
本实施例涉及的静态拉伸混合器及其用于制备聚合物纳米复合材料的方法，与实施例1基本相同，唯不同的是：
所述分散相为纳米碳黑。
所述聚合物基体为聚乙烯。
所述加工助剂为丙三醇。
所述纳米碳黑、所述聚乙烯与所述丙三醇的质量比m1:m2:m3为20:80:2。
步骤2所述连续性混合设备替换为间歇性混合设备；且所述间歇性混合设备为捏合机挤出机。
实施例3
本实施例涉及的静态拉伸混合器及其用于制备聚合物纳米复合材料的方法，与实施例1基本相同，唯不同的是：
所述分散相为碳纳米管。
所述聚合物基体为聚丙烯。
所述加工助剂为硬脂酸锌。
所述碳纳米管、所述聚丙烯与所述硬脂酸锌的质量比m1:m2:m3为10:90:2。
步骤2采用连续性挤出设备，则步骤3的内容为将所述静态拉伸混合器直接安装在所述连续挤出设备机头与滤板之间，制备得到分布形态与分散形态均良好的聚合物纳米复合材料。
所述连续性挤出设备为双螺杆挤出机。

Claims (10)

1.一种静态拉伸混合器，其特征在于，所述静态拉伸混合器包括轴套、芯轴和封板；
所述芯轴设置在所述轴套内，所述轴套和所述芯轴分别与所述封板连接；
所述芯轴包括依次连接的分配区、收集区、拉伸区和旋合区；
所述拉伸区由基于拉伸流变原理设计的具有可周期性变化的拉伸流道组成，为所述芯轴的主要工作区；所述拉伸流道由所述拉伸区与所述轴套之间的间隙组成；
所述轴套与封板通过法兰盘由螺栓固定连接；所述芯轴与所述封板通过螺纹连接；
所述拉伸流道具体是由所述拉伸区表面设置的多个螺棱或沟槽与所述轴套之间的间隙构成，或者
所述拉伸流道具体是由所述轴套内表面设置的多个螺棱或沟槽与所述芯轴拉伸区之间的间隙构成；
所述拉伸流道可实现所述拉伸流道尺寸的扩张-收缩变化，熔体被多次拉伸形变后由法兰出口处流出。
2.根据权利要求1所述的一种静态拉伸混合器，其特征在于，所述分配区由多螺旋沟槽组成，含纳米粒子的熔体在熔体分配区表面同时实现周向或轴向流动，实现压力与温度的均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种静态拉伸混合器，其特征在于，所述收集区是将由熔体分配区流来的聚合物熔体统一收集，将熔体流动由周向二维的流动形态转变为平面二维流动形态。
4.根据权利要求1所述的一种静态拉伸混合器，其特征在于，所述旋合区包括使所述芯轴与所述封板连接的螺纹。
5.根据权利要求1所述的一种静态拉伸混合器，其特征在于，所述轴套与封板通过法兰盘由螺栓固定连接；所述芯轴与所述封板通过螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种静态拉伸混合器，其特征在于，所述轴套外部包覆对所述轴套及其内部流动熔体提供所需的温度环境的加热套。
7.根据权利要求1所述的一种静态拉伸混合器，其特征在于，所述芯轴内部设置一加热油道，对所述芯轴的温度进行调控，从而控制熔体在所述拉伸区的拉伸间隙处的黏度及流动形态。
8.根据权利要求1所述的一种静态拉伸混合器，其特征在于，所述轴套上还设置一热传感器及压力传感器的安装孔，使所述热传感器及压力传感器直接检测到所述轴套内部流动熔体，并测试所述流动熔体的真实温度与压力。
9.一种制备聚合物纳米复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，物料预混：采用高速搅拌机对质量为m1的分散相与质量为m2聚合物基体进行混合，直至温度达到T1或直至混合时间为t1，再加入加工助剂m3，形成固体颗粒或粉末状的均匀体系，此时，物料预混完成；
步骤2，物料初步混合：将步骤1预混完成的物料加入间歇性混合设备或连续挤出设备中，使所述预混完成的物料在温度T2下塑化、剪切，使所述分散相的纳米颗粒均匀分散到所述聚合物基体中，得到初步混合的物料；
步骤3，聚合物纳米复合材料的形成：当采用所述间歇性混合设备对物料进行初步混合时，需将步骤2中得到的所述初步混合的物料粉碎，再添加至装配有权利要求1～8任一项所述静态拉伸混合器的单螺杆或双螺杆挤出机中，塑化、挤出、造粒，最后制备得到分布形态与分散形态均良好的聚合物纳米复合材料；或者，
当采用所述连续挤出设备对物料进行初步混合时，则将所述静态拉伸混合器直接安装在所述连续挤出设备机头与滤板之间，制备得到分布形态与分散形态均良好的聚合物纳米复合材料；
所述聚合物纳米复合材料由聚合物基体和分散相复合组成。
10.根据权利要求9所述的一种制备聚合物纳米复合材料的方法，其特征在于，所述分散相m1、所述聚合物基体m2与所述加工助剂m3的质量比m1:m2:m3为5～30:75～95:0～3，其中，质量比m1:m2:m3为5～30:75～95:0除外；
步骤1中所述温度T1为45～60℃；
步骤1中所述混合时间t1为15～30min；
步骤2中所述温度T2为大于所述聚合物纳米复合材料熔点的温度；
所述间歇性混合设备为密炼机、捏合机、单螺杆挤出机或开炼机；
所述连续挤出设备为双螺杆挤出机或单螺杆挤出机。
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