CN113041913A - 一种高分子材料的简易混合加工装置及其助剂筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种高分子材料的简易混合加工装置及其助剂筛选方法，涉及高分子材料技术领域。该装置包括动力机构、筒体、搅拌器、加热机构和往复式提升机构，搅拌器的一端与动力机构可拆卸地连接，搅拌器的另一端插入筒体中；加热机构位于筒体下方，用于对筒体中的待混合原料进行加热；往复式提升机构与筒体的侧壁相连，用于带动筒体上下运动。该混合加工装置基于搅拌器的水平搅拌与筒体的上下运动，对待混合原料进行螺旋式上下混合，使得待混合原料在筒体中强力混合，在搅拌死角不会进行堆积，其混合加工效果明显改善。此外，该混合加工装置中，搅拌器与动力机构可拆卸地连接，加工完一批原料，可将搅拌器和筒体整体取出，便于清洗筒体。
Description
技术领域
本申请涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种高分子材料的简易混合加工装置及其助剂筛选方法。
背景技术
高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。单纯的高分子材料在使用过程中具有较多缺点，如刚性和韧性不协调，耐老化性差，易燃烧，热稳定性差，抗静电性差，燃烧时发烟量大，燃烧时易滴落，容易造成二次火灾事故等。而通过在高分子材料中加入各种功能助剂，可以改善高分子材料的性能，以克服上述缺点。例如，成核剂的使用将改变高分子材料的耐热性、透明性和力学性能等，是高分子材料加工领域的催化剂，可以迅速提升高分子材料的附加值。因而，助剂的筛选显得格外重要，其筛选效率决定助剂的开发周期。而在筛选助剂时，需要通过混合加工装置将助剂与高分子材料进行混合加工，通过各种性能的测试，才能筛选出高性能的助剂。
目前，对于高分子材料助剂的早期筛选实验，主要采用密炼机和双螺杆挤出装置对高分子材料和助剂进行混合加工，但这两种设备在使用过程中存在以下缺点：(1)存在物料残留难以清理而污染下一批加工物料，影响评价结果的风险，进而影响高分子材料的早期筛选和研发效率。如采用挤出机进行混合时，挤出机存在清洗不彻底，每次换样只能通过新样品不断挤出来清洗设备，导致需要浪费大量样品，耗时也较长，效率较低，且新样品可能带出而含有先前加工的原料，从而影响高分子材料与助剂的纯净度和数据可信度；采用密炼机进行混合时，高分子材料与助剂通过在金属腔中受到机械力而混合，而每次加工后熔融的高分子材料容易粘附在金属模具上，由于金属模具的复杂形状，彻底清理残留原料耗时较长，效率较低，同时容易导致高分子材料在这一过程中降解，影响后续加工样品质量；(2)设备投资大、占地空间大、加工用料多；(3)设备搅拌方式单一，导致高分子材料和助剂在搅拌死角堆积，影响高分子材料的性能，不利于其生产加工。
为了解决上述存在的问题，急需一种灵活可变、可以避免批次间污染的高分子材料混合加工装置。
发明内容
本申请提供一种高分子材料的简易混合加工装置，以解决上述技术问题。
相应的，本申请还提供了一种高分子材料的助剂筛选方法。
为了解决上述问题，第一方面，本申请公开了一种高分子材料的简易混合加工装置，包括：
动力机构；
筒体；
搅拌器，搅拌器的一端与动力机构可拆卸地连接，搅拌器的另一端插入筒体中；
加热机构，加热机构位于筒体下方，用于对筒体中的待混合原料进行加热；
往复式提升机构，往复式提升机构与筒体的侧壁相连，用于带动筒体上下运动；
混合加工装置基于搅拌器的水平搅拌与筒体的上下运动，对待混合原料进行螺旋式上下混合加工。
在一可选实施例中，往复式提升机构包括：
转动组件；
传动杆，传动杆设置于转动组件上；
提升架，提升架与传动杆相连；
驱动组件，驱动组件的输出端与转动组件连接；
驱动组件通过驱动转动组件转动，以带动提升架上下运动。
在一可选实施例中，转动组件包括：
第一皮带轮，第一皮带轮与驱动组件的输出端连接，
第二皮带轮，第二皮带轮与第一皮带轮位于同一竖直平面内，且第一皮带轮与第二皮带轮通过传送带相连，第二皮带轮与传动杆连接。
在一可选实施例中，搅拌器包括：
搅拌杆；
双螺旋形搅拌桨，双螺旋形搅拌桨位于搅拌杆的侧面，且通过连杆与搅拌杆连接，双螺旋形搅拌桨与搅拌杆形成中空区域。
在一可选实施例中，搅拌器还包括：
设置在搅拌杆下方的若干个搅拌叶片，若干个搅拌叶片径向分布在搅拌杆的侧面，且至少一个搅拌叶片相对于搅拌杆倾斜设置。
在一可选实施例，筒体和加热机构之间设有恒温套，筒体位于恒温套内。
在一可选实施例中，恒温套的侧壁上沿径向方向设有扩张凹槽。
在一可选实施例中，恒温套的侧壁上沿轴向方向设有通气槽。
在一可选实施例中，筒体为密封的玻璃筒。
第二方面，本申请提供了一种高分子材料助剂的筛选方法，该筛选方法包括采用上述第一方面的混合加工装置混合加工原料的步骤。。
与现有技术相比，本申请包括以下优点：
本申请提供一种高分子材料的简易混合加工装置，该混合加工装置包括动力机构、筒体、搅拌器、加热机构和往复式提升机构；搅拌器的一端与动力机构可拆卸地连接，搅拌器的另一端插入筒体中，加热机构位于筒体下方，用于对筒体中的待混合的原料进行加热，往复式提升机构与筒体的侧壁相连，用于带动筒体上下运动。利用该混合加工装置混合加工原料时，搅拌器在动力机构的带动下对筒体中的待混合原料进行搅拌，筒体在往复式提升机构的带动下进行上下运动；待混合原料在搅拌器的水平搅拌与筒体的上下运动的双重作用下，进行螺旋式上下混合，在筒体中形成强力混合，原料在搅拌死角不会进行堆积，其混合加工效果好。搅拌器与动力机构可拆卸的连接，加工完一批原料，可将搅拌器和筒体整体取出，便于清洗筒体；同一套混合加工装置可备有多个筒体使用，可以高效、快速、便捷、纯净的混合加工原料，实现助剂的快速筛选。此外，本申请的混合加工装置结构简单、占地空间小、加工用量小，实用性强。
附图说明
图1是本申请的一种高分子材料的简易混合加工装置；
图2是本申请的往复式提升机构的结构示意图；
图3是本申请实施例的转动组件的结构示意图；
图4是本申请另一实施例的往复式提升机构的结构示意图；
图5是本申请的搅拌器的结构示意图；
图6是本申请的恒温套的结构示意图；
图7是本申请的筒体的结构示意图；
图8是本申请实施例1的DSC测试图；
图9为本申请实例1的透光度和雾度测试结果图；
图10是本申请实施例2的DSC测试图；
图11为本申请实施例2的透光度和雾度测试结果图。
附图标记说明：
1、动力机构；2、筒体；21、玻璃筒内衬；22、玻璃筒盖；3、搅拌器；31、搅拌杆；32、双螺旋形搅拌桨；33、连杆；34、搅拌叶片；4、加热机构；5、往复式提升机构；6、恒温套；61、扩张凹槽；62、通气槽；7、驱动组件；8、第一皮带轮；9、第二皮带轮；10、传动杆；11、提升架；12、传送带；13、皮带轮安装架；14、主动齿轮；15、从动齿轮；16、第一齿条；17、第二齿条；18、转盘。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
参见图1，示出了一种高分子材料的简易混合加工装置，包括：动力机构1、筒体2、搅拌器3、加热机构4和往复式提升机构5，搅拌器3的一端与动力机构1可拆卸地连接，搅拌器3的另一端插入筒体2中，往复式提升机构5与筒体2的侧壁相连，用于带动所述筒体2上下运动；混合加工装置基于搅拌器3的水平搅拌与筒体2的上下运动，对待混合原料(高分子材料和助剂)进行螺旋式上下混合加工。本申请中，动力机构1可以是电机，也可以是其它能够驱动搅拌器3进行搅拌的机构；加热机构4可以是恒温加热台，也可以是其他能够提供热量的装置，本实施中对动力机构1和加热机构4不做任何限定，只要能实现相应的作用即可。
利用本申请的混合加工装置混合加工高分子材料和助剂时，搅拌器3在动力机构1的带动下对筒体2中的待混合加工高分子材料和助剂进行搅拌，筒体2在往复式提升机构4的带动下进行上下运动，从而增加了筒体2中的待混合加工高分子材料和助剂的流动性，进而提升了搅拌效果。待混合加工的高分子材料和助剂在搅拌器3的水平搅拌与筒体2的上下运动的双重作用下，进行螺旋式上下混合加工，在筒体2中形成强力混合，高分子材料和助剂不会在搅拌死角进行堆积，其混合效果好。此外，搅拌器3与动力机构1可拆卸的连接，加工完一批原料，可将搅拌器3和筒体2整体取出，便于清洗筒体2；同一套混合加工装置可备有多个筒体2使用，因此可以高效、快速、便捷、纯净的混合加工原料，实现助剂的快速筛选。此外，本申请的混合加工装置结构简单、占地空间小、加工用量小，实用性强。
在一可选实施例中，参见图2，往复式提升机构5包括转动组件、传动杆10、提升架11以及驱动组件7，传动杆10设置于所述转动组件上，提升架11与传动杆10相连，驱动组件7的输出端与转动组件连接；驱动组件7驱动转动组件转动，转动组件转动时，设置在转动组件上的传动杆10相对于地面也是转动的，进而使与传动杆10连接的提升架11进行上下运动。驱动组件7可以是电机，也可以是其他能够驱动转动组件进行转动的装置，本实施例中对驱动组件7的具体结构不做任何限制，只要可以驱动转动组件进行转动即可。
示例地，转动组件包括第一皮带轮8和第二皮带轮9，第一皮带轮8与驱动组件7的输出端连接，第一皮带轮8与第二皮带轮9通过传送带12相连，第二皮带轮9与传动杆10连接。安装时，第一皮带轮8与第二皮带轮9位于同一竖直平面内，且第一皮带轮8和第二皮带轮9可以在竖直方向上转动，传动杆10以任意角度安装在第二皮带轮9上，传动杆10相对于第二皮带轮9静止。第一皮带轮8转动时，带动第二皮带轮9转动，位于第二皮带轮9上的传动杆10带动提升架11上下运动，提升架11动筒体2上下运动。
示例地，参见图3，转动组件包括转盘18和垂直安装在转盘18上的轴承(图中为示出)，轴承与驱动组件7的输出端连接，转盘18在竖直方向上转动，传动杆10以任意角度安装在转盘18上，传动杆10相对于转盘18是静止的。驱动组件7驱动轴承转动时，轴承带动转盘18转动，转盘18上的传动杆10带动提升架11上下运动，提升架11带动筒体2上下运动。具体的，驱动组件7为电机，电机安装在支架上(图中未示出)，电机的安装并不影响提升架11的运动。
在另一可选实施例中，参见图4，往复式提升机构5包括第一齿条16、第二齿条17、主动齿轮14、从动齿轮15和驱动组件7，驱动组件7的输入轴与主动齿轮14相连，驱动主动齿轮14在竖直方向上转动，主动齿轮14分别与第一齿条16、从动齿轮15啮合，从动齿轮15与第二齿条17啮合，第一齿条16、第二齿条17沿竖直方向布置，第一齿条16、第二齿条17通过提升架11上。主动齿轮14转动的过程中驱动第一齿条16上下运动，同时驱动从动齿轮15转动，从动齿轮15转动的过程中驱动第二齿条17上下运动，第一齿16条和第二齿条17进行上下运动时，带动提升架11上下运动，进而带动筒体2进行上下运动。
参见图5，为了更好的使待混合加工的高分子材料和助剂进行混合，本申请中搅拌器3包括搅拌杆31、双螺旋形搅拌桨32和若干个搅拌叶片34，动力机构1驱动搅拌器3进行转动时，搅拌杆31、双螺旋形搅拌桨32和搅拌叶片34一起同步转动。具体地，双螺旋形搅拌桨32位于搅拌杆31的侧面，且通过连杆33与搅拌杆31连接，双螺旋形搅拌桨32与搅拌杆31形成中空区域，中空区域的设置可以使待混合的高分子材料和助剂在筒体2底部形成环形流动，且中空设计使得集中在筒体2底端的压力不至于过大，有利于均匀混；若干个搅拌叶片34设置在搅拌杆31下方且沿着搅拌杆31径向均匀分布，其中至少一个搅拌叶片34相对于搅拌杆31倾斜设置，搅拌器3旋转的过程中，搅拌叶片34可以对待混合的高分子材料和助剂进行翻转，防止高分子材料和助剂在筒体2底部进行堆积，提高了待混合的高分子材料的混合效率。
为了使筒体2在加热过程中受热均匀，本申请的筒体2和加热机构4之间设有恒温套6，筒体2置于恒温套6中，恒温套6的材质为金属，金属的选择包括但不限于Fe、Al、Cu。参见图6，加热过程中恒温套6会发生热胀冷缩，产生缝隙(Al的缝隙大，Fe的缝隙小)，当缝隙比较明显的时候，可以在恒温套中加入少量硅油使用，为了避免硅油溢出，在恒温套6的侧壁上沿径向方向设有扩张凹槽61。此外，为了对筒体2进行均匀加热，通常情况下筒体2贴合置于恒温套6中，但是当筒体2与恒温套6贴合过于紧密时，筒体2就比较难以塞入恒温套6中，混合加工完成后也难以从恒温套6中取出。为了便于筒体2的放入和取出，恒温套6的侧壁上沿轴向方向设有通气槽62。
为了便于筒体2的清洗，筒体2为密封的玻璃筒，筒体2上具有一开孔，用于插入搅拌器3。搅拌器3插入筒体2时，搅拌器3与筒体2之间过盈配合，即搅拌器3的插入不影响筒体2的密封性。筒体2的密封结构可以阻止高分子材料接触空气降解；玻璃材质的筒体2可以使冷却后的高分子材料不沾筒体2内壁，清理较为便捷，而且可以实时观测高分子材料与助剂的熔融及混合情况。参见图7，筒体2由玻璃筒内衬21和玻璃筒盖22组成，玻璃筒内衬21和玻璃筒盖22相匹配。在玻璃筒内衬21的外壁上设有两个卡孔，提升架9上具有两个弯钩，提升架11的弯钩卡入筒体2的卡孔中，提升架11进行上下运动时，会带动筒体2上下运动，进而使待混合的高分子材料和助剂在搅拌器3的水平搅拌与筒体2的上下运动的双重作用下，以螺旋式上下运动的方式在筒体2中的形成强力混合，待混合的高分子材料和助剂在搅拌死角不会进行堆积，其混合效果好。
本申请的混合加工装置既可应用于大型工厂中，也可以应用于实验室研究中。在实验室中使用时，高分子材料混合装置包括动力机构1、筒体2、搅拌器3、加热机构4、恒温套6、驱动组件7、第一皮带轮8、传送带12、第二皮带轮9、传动杆10、提升架11和皮带轮安装架13。其中，动力机构1为第一电机，驱动组件5为第二电机，加热机构4为恒温加热台，搅拌器3包括搅拌杆31、双螺旋形搅拌桨32和3个搅拌叶片34，双螺旋形搅拌桨32位于搅拌杆31的侧面，且通过连杆33与搅拌杆31连接，双螺旋形搅拌桨32与搅拌杆31形成中空区域；3个搅拌叶片34设置在搅拌杆31下方且沿着搅拌杆31径向均匀分布，3个搅拌叶片34均相对于搅拌杆31倾斜设置。
使用时，第一电机位于筒体2的上方，搅拌器3的一端与第一电机的输出端可拆卸地连接，搅拌器3的另一端插入筒体2中，第二电机的输出端与第一皮带轮8连接，第一皮带轮8通过传送带12与第二皮带轮9连接，且第二皮带轮9安装于皮带轮安装架上13，传动杆10垂直安装在第二皮带轮9上，传动杆10的另一端与提升架11连接。第二电机驱动第一皮带轮8进行转动，从而使第二皮带轮9也发生转动，位于第二皮带轮9上的传动杆10带动提升架11进行上下运动。
具体地，玻璃筒内衬21为外径60mm-70mm，内径55mm-65mm，壁厚2mm-3mm，高为110mm-115mm的圆柱筒形玻璃容器，玻璃筒内衬21的上端有8mm-12mm的内磨砂口；玻璃筒盖22为壁厚为2mm-3mm的圆形制件，玻璃筒盖22的下部有与玻璃筒内衬21内磨砂口尺寸相配的圆形外磨砂口，玻璃筒盖22的上部中央有直径22mm-26mm，高38mm-42mm的内磨砂口，该内磨砂口用于插入搅拌器3；玻璃筒内衬21的材质和玻璃筒盖22的材质均为高硼硅玻璃，高硼硅玻璃耐高温，因此可以使用恒温套对玻璃筒进行加热。搅拌器3中搅拌杆31宽7mm-9mm，高180mm-190mm；双螺旋形搅拌桨32高为45mm-55mm，最大宽度为45mm-55mm，每个螺旋桨叶宽7mm-9mm；位于搅拌杆31底部的搅拌叶片34具有3个，3个搅拌叶片34均倾斜设置在搅拌杆31上，搅拌叶片34的倾斜角度为45°；搅拌器3的材质为316不锈钢。恒温套6为长100mm-110mm，宽100mm-110mm，高75mm-80mm的长方体金属框；恒温套6内设有直径为60mm-70mm，高为60mm-70mm的置物腔；恒温套6的侧壁上沿径向方向开有直径80mm-90mm，高8mm-12mm的扩张凹槽。传动杆10与第二皮带轮9接触点距第二皮带轮9中心的距离为15mm-17mm。
一种高分子材料助剂的筛选方法，该筛选方法包括采用上述第一方面的混合加工装置混合加工原料的步骤。具体包括以下步骤：
步骤1、在玻璃筒内衬21中按预设比例放入高分子材料和助剂，在玻璃筒内衬21中插入搅拌器3，并盖好玻璃筒盖22；
步骤2、将筒体2置于恒温套6中，将搅拌器3与第一电机连接，提升架11的的弯钩卡入筒体2的卡孔中；
步骤3、打开恒温加热台(即加热机构4)的电源，对筒体2中的高分子材料和助剂进行加热，待温度到达指定温度(通常是高分子材料的熔融温度之上)后，通过玻璃筒盖22观察高分子材料和助剂的熔融情况；当高分子材料和助剂全部融化后，开启第一电机(动力机构1)和第二电机(驱动组件7)，并调节到合适的转速，搅拌器3对筒体2中的高分子材料和助剂进行搅拌；提升架11带动筒体2进行上下运动，高分子材料和助剂在搅拌器3的水平搅拌与筒体2的上下运动的双重作用下进行混合加工；
步骤4、待高分子材料和助剂混匀后，关闭第一电机、第二电机以及恒温加热台的电源，得到混合均匀的高分子材料混合液；
步骤5、从第一电机上卸下搅拌器3，并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合从恒温套6中整体取出，并倒出高分子材料混合液。清理过后的玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合可用于下次实验，或者采用另一套备用组合快速进行第二组实验；
步骤6、对高分子材料混合液进行性能测试，筛选出性能优良的助剂。
下面结合具体的实施例进一步说明高分子材料助剂的筛选方法，该筛选方法是基于本申请第一方面的混合加工装置进行的。实施例中所使用的试剂均为市售的
实施例1
在玻璃筒内衬21中加入50g聚丙烯T30S样品，并加入0.05g抗老剂1010和0.05g抗老剂168，配成含有抗氧剂的聚丙烯样品，插入搅拌器3并盖上玻璃筒盖22。将玻璃筒内衬21置入恒温套6中，将搅拌器3安装在第一电机上。打开恒温加热台的电源，并设置最终温度为200℃，期间随时通过玻璃筒盖22观察内部聚丙烯基料熔融情况。待聚丙烯完全熔融后，打开第一电机和第二电机，设置第一电机和第二电机的转速分别为900r/min和50r/min。混合5min后，关闭第一电机、第二电机和恒温加热台的电源，从第一电机上卸下搅拌器并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合整体取出，卸下其中的混合液，获得混合均匀的聚丙烯样品。
实施例2
在玻璃筒内衬21中加入50g聚丙烯T30 S样品，并加入0.05g XT-386成核剂和0.05g抗老剂1010和0.05g抗老剂168，配成1‰XT-386的聚丙烯样品，将搅拌器3插入玻璃筒内衬21中，并盖上玻璃筒盖22。将玻璃筒内衬21置入恒温套6中，将搅拌器3安装在第一电机上。打开恒温加热台的电源，并设置最终温度为200℃，期间随时通过玻璃筒盖22观察内部聚丙烯基料熔融情况。待聚丙烯完全熔融后，打开第一电机和第二电机，设置第一电机和第二电机的转速分别为900r/min和50r/min。混合5min后，关闭第一电机、第二电机和恒温套的电源，从第一电机上卸下搅拌器3并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合整体取出，卸下其中的混合液，获得混合均匀的聚丙烯样品。
对实施例1和实施例2所获得的样品进行性能测试。图8是实施例1的DSC测试图，图9为实施例1的透光度和雾度测试结果图，图10是实施例2的DSC测试图，图11为实施例2的透光度和雾度测试结果图，测试结果见表1。由表1可知，混合有1‰XT-386成核剂的聚丙烯T30S样品较未混合成核剂的聚丙烯T30S样品，结晶温度提升12.4℃，雾度降低10.45％，透光度基本不变。说明本申请的高分子混合加工装置可以在低含量下完成聚丙烯及成核剂的有效混合加工。
表1实施例1和实施例2的性能测试结果
实施例3
在玻璃筒内衬21中加入50g聚丙烯L5D98样品，并加入0.05g抗老剂1010和0.05g抗老剂168，配成含有抗氧剂的聚丙烯样品，将搅拌器插入玻璃筒内衬21中，并盖上玻璃筒盖22。将玻璃筒内衬21置入恒温套6中，将搅拌器3安装在第一电机上。打开恒温加热台的电源，并设置最终温度为200℃，期间随时通过玻璃筒盖22观察内部聚丙烯基料熔融情况。待聚丙烯完全熔融后，打开第一电机和第二电机，设置第一电机和第二电机的转速分别为900r/min和50r/min。混合5min后，关闭第一电机、第二电机和恒温加热台的电源，从第一电机上卸下搅拌器3并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合整体取出，卸下其中的混合液，获得混合均匀的聚丙烯样品。
实施例4
在玻璃筒内衬21中加入50g聚丙烯L5D98样品，并加入0.05g XT-386成核剂和0.05g抗老剂1010和0.05g抗老剂168，配成1‰XT-386的聚丙烯样品，将搅拌器3插入玻璃筒内衬21中，并盖上玻璃筒盖22。将玻璃筒内衬21置入恒温套6中，将搅拌器3安装在第一电机上。打开恒温加热台的电源，并设置最终温度为200℃，期间随时通过玻璃筒盖22观察内部聚丙烯基料熔融情况。待聚丙烯完全熔融后，打开第一电机和第二电机，设置第一电机和第二电机的转速分别为900r/min和50r/min。混合5min后，关闭第一电机、第二电机和恒温加热台的电源，从第一电机上卸下搅拌器3并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合整体取出，卸下其中的混合液，获得混合均匀的聚丙烯样品。
实施例5
在玻璃筒内衬21中加入50g聚乙烯DJM-1820样品，并加入0.02g抗老剂168和0.01g抗老剂1010，同时加入0.02g抗静电剂1800和0.02g硬脂酸锌，配成含有复配助剂的聚乙烯样品，将搅拌器3插入玻璃筒内衬21中，并盖上玻璃筒盖22。将玻璃筒内衬21置入恒温套6中，将搅拌器3安装在第一电机上。打开恒温加热台的电源，并设置最终温度为200℃，期间随时通过玻璃筒盖22观察内部聚乙烯基料熔融情况。待聚乙烯完全熔融后，打开第一电机和第二电机，设置第一电机和第二电机的转速分别为900r/min和50r/min。混合5min后，关闭第一电机、第二电机和恒温加热台的电源，从第一电机上卸下搅拌器3并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合整体取出，卸下其中的混合液，获得混合均匀的聚乙烯样品。
实施例6
在玻璃筒内衬21中加入50g聚丁烯样品，并加入0.1g抗氧剂215和0.25g成核剂癸二酸二苯甲酰肼，配成含有抗氧剂与成核剂的聚丁烯样品，将搅拌器插入玻璃筒内衬21中，并盖上玻璃筒盖22。将玻璃筒内衬21置入恒温套6中，将搅拌器3安装在第一电机上。打开恒温加热台的电源，并设置最终温度为200℃，期间随时通过玻璃筒盖22观察内部聚丁烯基料熔融情况。待聚丁烯完全熔融后，打开第一电机和第二电机，设置第一电机和第二电机的转速分别为900r/min和50r/min。混合5min后，关闭第一电机、第二电机和恒温加热台的电源，从第一电机上卸下搅拌器3并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合整体取出，卸下其中的混合液，获得混合均匀的聚丁烯样品。
实施例7
在玻璃筒内衬21中加入50g热塑性聚氨酯样品，并加入0.5g发泡剂AC-2000，配成含有发泡剂的热塑性聚氨酯样品，将搅拌器插入玻璃筒内衬21中，并盖上玻璃筒盖22。将玻璃筒内衬21置入恒温套6中，将搅拌器3安装在第一电机上。打开恒温加热台的电源，并设置最终温度为180℃，期间随时通过玻璃筒盖22观察内部热塑性聚氨酯基料熔融情况。待热塑性聚氨酯完全熔融后，打开第一电机和第二电机，设置第一电机和第二电机的转速分别为900r/min和50r/min。混合5min后，关闭第一电机、第二电机和恒温加热台的电源，从第一电机上卸下搅拌器3并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合整体取出，卸下其中的混合液，获得混合均匀的热塑性聚氨酯样品。
实施例8
在玻璃筒内衬21中加入50g尼龙66样品，并加入0.5g滑石粉，配成含有无机成核剂的尼龙66样品，将搅拌器插入玻璃筒内衬21中，并盖上玻璃筒盖22。将玻璃筒内衬21置入恒温套6中，将搅拌器3安装在第一电机上。打开恒温加热台的电源，并设置最终温度为285℃，期间随时通过玻璃筒盖22观察内部尼龙66基料熔融情况。待尼龙66完全熔融后，打开第一电机和第二电机，设置第一电机和第二电机的转速分别为900r/min和50r/min。混合5min后，关闭第一电机、第二电机和恒温加热台的电源，从第一电机上卸下搅拌器3并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合整体取出，卸下其中的混合液，获得混合均匀的尼龙66样品。
实施例9
在玻璃筒内衬21中加入50g聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)CZ-318样品，并加入0.5g滑石粉和0.05g抗老剂1010和0.05g抗老剂168，配成含有1％成核剂的PET样品，将搅拌器插入玻璃筒内衬21中，并盖上玻璃筒盖22。将玻璃筒内衬21置入恒温套6中，将搅拌器3安装在第一电机上。打开恒温加热台的电源，并设置最终温度为280℃，期间随时通过玻璃筒盖22观察内部PET基料熔融情况。待PET完全熔融后，打开第一电机和第二电机，设置第一电机和第二电机的转速分别为900r/min和50r/min。混合5min后，关闭第一电机、第二电机和恒温加热台的电源，从第一电机上卸下搅拌器3并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合整体取出，卸下其中的混合液，获得混合均匀的PET样品。
实施例10
在玻璃筒内衬21中加入50g聚乳酸(PLA)REVODE 290样品，并加入0.5g滑石粉，配成含有无及成核剂的聚乳酸样品，将搅拌器插入玻璃筒内衬21中，并盖上玻璃筒盖22。将玻璃筒内衬21置入恒温套6中，将搅拌器3安装在第一电机上。打开恒温加热台的电源，并设置最终温度为175℃，期间随时通过玻璃筒盖22观察内部聚乳酸基料熔融情况。待聚乳酸完全熔融后，打开第一电机和第二电机，设置第一电机和第二电机的转速分别为900r/min和50r/min。混合5min后，关闭第一电机、第二电机和恒温加热台的电源，从第一电机上卸下搅拌器3并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合整体取出，卸下其中的混合液，获得混合均匀的聚乳酸样品。
实施例11
在玻璃筒内衬21中加入50g聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)样品，并加入0.05g 1,3,5-三(2,2-二甲基丁基氨基)苯成核剂，配成含有成核剂的聚丙烯样品，将搅拌器插入玻璃筒内衬21中，并盖上玻璃筒盖22。将玻璃筒内衬21置入恒温套6中，将搅拌器3安装在第一电机上。打开恒温加热台的电源，并设置最终温度为260℃，期间随时通过玻璃筒盖22观察内部PBT基料熔融情况。待PBT完全熔融后，打开第一电机和第二电机，设置第一电机和第二电机的转速分别为900r/min和50r/min。混合5min后，关闭第一电机、第二电机和恒温加热台的电源，从第一电机上卸下搅拌器3并将玻璃筒内衬21、玻璃筒盖22、搅拌器3的组合整体取出，卸下其中的混合液，获得混合均匀的PBT样品。
表2为各种混合聚丙烯成核剂方式的效率对比表。通过比较发现，本申请的高分子混合装置的成本、安装便捷性、混合用料、混合时间、混合效果以及清洗的难易程度均优于挤出机、密炼机，利用本申请的高分子材料混合装置可以实现高分子材料成核剂的快速筛选。
表2各种混合聚丙烯成核剂方式的效率对比
以上对本申请所提供的一种高分子材料的简易混合加工装置及其助剂筛选方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种高分子材料的简易混合加工装置，其特征在于，包括：
动力机构(1)；
筒体(2)；
搅拌器(3)，所述搅拌器(3)的一端与所述动力机构(1)可拆卸地连接，所述搅拌器(3)的另一端插入所述筒体(2)中；
加热机构(4)，所述加热机构(4)位于所述筒体(2)下方，用于对所述筒体(2)中的待混合原料进行加热；
往复式提升机构(5)，所述往复式提升机构(5)与所述筒体(2)的侧壁相连，用于带动所述筒体(2)上下运动；
所述混合加工装置基于所述搅拌器(3)的水平搅拌与所述筒体(2)的上下运动，对所述待混合原料进行螺旋式上下混合加工。
2.根据权利要求1所述的高分子材料的简易混合加工装置，其特征在于，所述往复式提升机构(5)包括：
转动组件；
传动杆(10)，所述传动杆(10)设置于所述转动组件上；
提升架(11)，所述提升架(11)与所述传动杆(10)相连；
驱动组件(7)，所述驱动组件(7)的输出端与所述转动组件连接；
所述驱动组件(7)通过驱动转动组件转动，以带动提升架(11)上下运动。
3.根据权利要求2所述的高分子材料的简易混合加工装置，其特征在于，所述转动组件包括：
第一皮带轮(8)，所述第一皮带轮(8)与所述驱动组件(7)的输出端连接，
第二皮带轮(9)，所述第二皮带轮(9)与所述第一皮带轮(8)位于同一竖直平面内，且所述第一皮带轮(8)与所述第二皮带轮(9)通过传送带(12)相连，所述第二皮带轮(9)与所述传动杆(10)连接。
4.根据权利要求1所述的高分子材料的简易混合加工装置，其特征在于，所述搅拌器(3)包括：
搅拌杆(31)；
双螺旋形搅拌桨(32)，所述双螺旋形搅拌桨(32)位于所述搅拌杆(31)的侧面，且通过连杆(33)与所述搅拌杆(31)连接，所述双螺旋形搅拌桨(32)与所述搅拌杆(31)形成中空区域。
5.根据权利要求3所述的高分子材料的简易混合加工装置，其特征在于，所述搅拌器(3)还包括：
设置在所述搅拌杆(31)下方的若干个搅拌叶片(34)，若干个所述搅拌叶片(34)径向分布在所述搅拌杆(31)的侧面，且至少一个所述搅拌叶片(34)相对于所述搅拌杆(31)倾斜设置。
6.根据权利要求1所述的高分子材料的简易混合加工装置，其特征在于，所述筒体(2)与所述加热机构(4)之间设有恒温套(6)，所述筒体(2)位于所述恒温套(6)内。
7.根据权利要求5所述的高分子材料的简易混合加工装置，其特征在于，所述恒温套(6)的侧壁上沿径向方向设有扩张凹槽(61)。
8.根据权利要求5所述的高分子材料的简易混合加工装置，其特征在于，所述恒温套(6)的侧壁上沿轴向方向设有通气槽(62)。
9.根据权利要求1所述的高分子材料的简易混合加工装置，其特征在于，所述筒体(2)为密封的玻璃筒。
10.一种高分子材料的助剂筛选方法，其特征在于，所述筛选方法包括采用权利要求1-9任意一项所述的混合加工装置混合加工原料的步骤。
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