芳綸高剪切沉析機

GRS2000芳綸高剪切沉析機：其制法是將聚合物稀溶液等在強烈攪拌下供入大量的凝固液，或將上述溶液的細流在強烈攪拌下流入大量的凝固液中，沉析成纖條體。例如，將平均分子量為4萬的聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂溶于濃硫酸中配制成濃度1%的溶液，在強烈攪拌下注入正丁醇(或二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、丙二醇)，可制得直徑200—400á，強度60—68MPa，模量1.9一2.1GPa，斷裂伸長15—21%的纖條體。聚間苯二甲酰間苯二胺纖條體則可通過后一方法制取。
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，時間大約為10-5 s，因此沉析纖維形成過程中各影響因素的控制對其性能具有重要影響。

沉析纖維成形過程中，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，凝固劑則透過凝固浴與聚合物溶液的界面滲入其內部，隨著聚合物溶液內部凝固劑濃度的升高，聚合物溶液由液態(tài)逐漸向固態(tài)轉變。聚合物溶液被拉伸變形、凝固劑向溶液內部滲透和聚合物溶液由液態(tài)逐漸向固態(tài)轉變同時發(fā)生，直至達到一臨界值 ―― 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生形變?yōu)橹?，即形成沉析纖維。 

　　在沉析纖維的制備過程中，聚合物溶液性質（濃度、黏度、溫度、離子含量等）、凝固浴性質（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。

沉析纖維的應用 ：芳綸紙及其復合材料、生物用材料方面

目前，國內外對沉析纖維的研究大多集中在制備工藝的選擇和優(yōu)化以及對沉析纖維形貌、尺寸的觀察方面，而對制備過程中各因素與沉析纖維的形貌、尺寸、性能之間的關系尚未能進行深入系統(tǒng)的研究，特別是對沉析纖維形成機理的研究極少。因此，未來研究重點將集中于以下幾方面： 

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，故可對產生高速剪切的設備進行優(yōu)化設計； 
　　（2）金屬離子不僅對沉析纖維成形過程具有重要影響，其殘留含量對沉析纖維及芳綸紙和復合材料的電絕緣等性能具有關鍵影響，可從聚合入手，選擇可替代金屬鹽的中和劑； 
　　（3）當前制備沉析纖維大多是在室溫條件下，而通過調節(jié)環(huán)境溫度可實現(xiàn)對聚合物溶液黏度、凝固浴擴散系數(shù)等沉析纖維形成過程中主要性能影響因素的調控。

 從設備角度來分析，影響分散 效果因素有以下幾點：

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 分散頭的齒形結構（分為初齒，中齒，細齒，超細齒，約細齒效果越好）

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

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

線速度的計算：

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。

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

由上可知，剪切速率取決于以下因素：

– 轉子的線速率

– 在這種請況下兩表面間的距離為轉子-定子 間距。 
定-轉子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（轉子直徑）X 轉速 RPM / 60

    高的轉速和剪切率對于獲得超細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系列的基礎上又開發(fā)出GRS2000超高速剪切乳化機機。其剪切速率可以14000 rpm，轉子的速度可以達到44m/s。在該速度范圍內，由剪切力所造成的湍流結合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強，乳液的粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度高,無需其他輔助分散設備,可以達到普通的高壓均質機的400BAR壓力下的顆粒大小.

2、設備特點

GRS設備與傳統(tǒng)設備相比：

高效、節(jié)能

傳統(tǒng)設備需8小時的分散加工過程，GRS設備1小時左右完成，超細分散效果好，能耗極大降低；

高速、高品質

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

設備選型表：

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%。

GRS2000芳綸高剪切沉析機