本實(shí)用新型屬于高分子材料加工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種紫外輻照制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯的裝置。
背景技術(shù)：
聚丙烯(PP)由于其原料豐富，合成工藝比較簡單，與其它通用熱塑性塑料相比，具有相對密度小、價(jià)格低、加工性好以及綜合性能較好等特點(diǎn)，因而成為一種用途廣泛的通用高分子材料。然而，因?yàn)榫郾┦菦]有支化和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的線型分子鏈，所以其熔體強(qiáng)度在溫度高于結(jié)晶熔點(diǎn)后急劇下降，直接造成聚丙烯在熔融加工中的一些缺陷，如熔體強(qiáng)度較低、在熱成型時(shí)容器壁厚不均勻、擠出涂布壓延時(shí)出現(xiàn)邊緣卷曲、難以吹膜及制備發(fā)泡制品，極大地限制了它的應(yīng)用范圍。為了解決上述問題，須對聚丙烯塑料進(jìn)行改性以提高其熔體強(qiáng)度，通常是在聚丙烯鏈段上引入支化或交聯(lián)結(jié)構(gòu)。高熔體強(qiáng)度聚丙烯的制備方法主要有高能輻照法、反應(yīng)擠出法、定向聚合法和機(jī)械共混法。
高能輻照法是在高能射線的作用下使聚丙烯與多功能單體在側(cè)鏈上發(fā)生接枝反應(yīng)，使用較多的是電子輻照和γ射線輻照等。王永斌(王永斌.輻照改性制備長支鏈型高熔體強(qiáng)度聚丙烯(LCB-HMSPP)流變行為及擠出發(fā)泡的研究[碩士學(xué)位論文].北京化工大學(xué)，2006.)在線形聚丙烯中加入1,4-丁二醇二丙烯酸酯，經(jīng)小劑量60Co-γ高能輻照，制備了長支鏈型高熔體強(qiáng)度聚丙烯。該方法制備的高熔體強(qiáng)度聚丙烯的抗熔垂能力、熔體強(qiáng)度和拉伸粘度顯著提高，具有“應(yīng)變硬化”的特性，但高能射線輻照所使用的設(shè)備復(fù)雜昂貴、維修保養(yǎng)困難，且高能射線穿透力強(qiáng)，材料降解會比較嚴(yán)重。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種紫外輻照制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯的裝置。
本實(shí)用新型目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種紫外輻照制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯的裝置，包括擠出機(jī)、紫外光發(fā)生器、牽引裝置和收卷裝置；擠出機(jī)包括機(jī)體、料筒和機(jī)頭，料筒上設(shè)置加料斗；所述紫外光發(fā)生器設(shè)置于擠出機(jī)機(jī)頭與牽引裝置之間，收卷裝置設(shè)置于牽引裝置后。
優(yōu)選地，所述的擠出機(jī)是指單螺桿反應(yīng)片材擠出機(jī)，螺桿直徑為20mm，擠出機(jī)長徑比為25:1。
優(yōu)選地，所述擠出機(jī)機(jī)頭設(shè)置扁平口模，口模寬度為50mm，厚度為0.2～20mm可調(diào)。
優(yōu)選地，所述的紫外光發(fā)生器為高壓汞燈，設(shè)置于口模水平線上方2～20cm處。
優(yōu)選地，所述擠出機(jī)機(jī)頭與牽引裝置之間的距離為20～100cm。
優(yōu)選地，所述擠出機(jī)機(jī)頭與牽引裝置之間可以設(shè)置溫度控制系統(tǒng)，控制擠出材料處于熔融狀態(tài)。
采用本實(shí)用新型的裝置制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯的工作原理如下：
在擠出機(jī)的加料斗中加入混合均勻的聚丙烯、光引發(fā)劑和接枝助劑，設(shè)置料筒各段溫度、機(jī)頭溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和牽引速度，紫外光發(fā)生器設(shè)置于擠出機(jī)機(jī)頭與牽引裝置之間，以一定的紫外輻照強(qiáng)度照射口模與牽引裝置之間的擠出片材，聚丙烯和接枝助劑經(jīng)紫外輻照引發(fā)劑引發(fā)接枝生成高熔體強(qiáng)度聚丙烯，最后收卷。
本實(shí)用新型的裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
(1)本實(shí)用新型的裝置采用紫外光照輻射法制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯，紫外光設(shè)備簡易廉價(jià)，相對于高能射線，高壓汞燈產(chǎn)生的紫外光能量易量化控制，不會對產(chǎn)品本身造成性能影響，使用壽命長，維護(hù)簡易方便；
(2)本實(shí)用新型的裝置用紫外光輻照從口模處擠出的片材，此時(shí)片材處于粘流態(tài)，分子鏈運(yùn)動能力較強(qiáng)，在紫外光的照射下能快速產(chǎn)生自由基，片材形狀也使得光照的面積更多，反應(yīng)效率更快；
(3)本實(shí)用新型的裝置設(shè)備簡單，工藝連續(xù)，能耗低，零排放，適用于連續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)。
附圖說明
圖1為實(shí)施例1和實(shí)施例2的紫外輻照制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1
本實(shí)施例的一種紫外輻照制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯的裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括單螺桿反應(yīng)擠出機(jī)、紫外光發(fā)生器、牽引和收卷裝置；單螺桿反應(yīng)擠出機(jī)包括機(jī)體1、料筒3和機(jī)頭4，料筒共由3段組成，料筒上設(shè)置加料斗2，機(jī)頭處口模為扁平口模，口模寬度為50mm，厚度為0.2～20mm可調(diào)。紫外光發(fā)生器5位于擠出機(jī)機(jī)頭與牽引裝置6之間，高度位于口模水平線上方，牽引裝置后連接收卷裝置7。
采用本實(shí)施例的裝置制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯的工作原理如下：
在單螺桿擠出機(jī)的加料斗中加入混合均勻的聚丙烯、光引發(fā)劑和接枝助劑，設(shè)置料筒各段溫度、機(jī)頭溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和牽引速度，紫外光發(fā)生器設(shè)置于擠出機(jī)口模與牽引裝置之間，以一定的紫外輻照強(qiáng)度照射口模與牽引裝置之間的擠出片材，聚丙烯和接枝助劑經(jīng)紫外輻照引發(fā)劑引發(fā)接枝生成高熔體強(qiáng)度聚丙烯，最后收卷。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的一種紫外輻照制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯的裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括單螺桿反應(yīng)擠出機(jī)、紫外光發(fā)生器、牽引和收卷裝置；單螺桿反應(yīng)擠出機(jī)包括機(jī)體1、料筒3和機(jī)頭4，料筒共由3段組成，螺桿直徑為20mm，擠出機(jī)長徑比為25:1；料筒上設(shè)置加料斗2，機(jī)頭處口模為扁平口模，口模寬度為50mm，厚度為0.2～20mm可調(diào)，紫外光發(fā)生器5位于擠出機(jī)機(jī)頭與牽引裝置6之間，高度位于口模水平線上方，牽引裝置后連接收卷裝置7。
在單螺桿擠出機(jī)的加料斗中加入混合均勻的聚丙烯H1030、光引發(fā)劑BP(二苯甲酮)和接枝助劑TMPTA(三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)，設(shè)置料筒各段溫度分別為160℃、180℃、190℃，機(jī)頭溫度為200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為10rpm，牽引速度為1.5m/min，紫外光發(fā)生器設(shè)置于擠出機(jī)口模與牽引裝置之間，擠出的片材上方3cm處，以1kw的功率照射口模與牽引裝置之間的擠出片材，聚丙烯和TMPTA經(jīng)紫外光的輻照引發(fā)劑BP引發(fā)接枝生成高熔體強(qiáng)度聚丙烯，最后收卷。
本實(shí)施例制得的高熔體強(qiáng)度聚丙烯樹脂熔融指數(shù)平均為1.6g/10min，表明了聚丙烯樹脂發(fā)生接枝反應(yīng)制得高熔體強(qiáng)度聚丙烯。
上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其它的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。