本发明专利技术属于塑料加工技术领域，公开了一种塑料自增强装置、塑料自增强方法及应用，设置有初加工挤出机，所述初加工挤出机与熔体电纺喷头入口连接，所述熔体电纺喷头的外侧包裹固定有保温套，所述保温套的内侧固定安装有环气流辅件，所述保温套与所述环气流辅件之间设置有环形气流间隙；所述保温套一侧固定有气流接口，所述保温套下部内侧镶嵌固定有环形电极，所述环形电极通过导线与高压静电发生器相连，所述保温套的下端与再加工挤出机的入口相连接。相比较未经过静电纺丝拉伸过的原料直接制成的塑料制品，使用本设备后，制品强度得到明显增强。显增强。显增强。
【技术实现步骤摘要】
一种塑料自增强装置、塑料自增强方法及应用
[0001]本专利技术属于塑料加工
，尤其涉及一种塑料自增强装置、塑料自增强方法及应用。
技术介绍
[0002]聚合物材料以其优异的电绝缘性能、化学稳定性和加工性，在机械、电子、航天航空等领域得到了广泛的应用，而单一均聚物耐冲击性差且容易开裂的弱点往往难以满足新材料高性能化的要求。因此，聚合物的增强增韧改性作为发展高性能新材料的一条有效途径，得到了广泛的关注。
[0003]聚合物的增强增韧研究方法主要包括共混、填充、增强和自增强等。其中，自增强是在聚合物加工过程中采用特定模头或者在聚合物熔体流道中采用特定增强元件，在微观上，聚合物增强增韧集中体现在分子链取向的提升、填料在聚合物中分散性的提高、填料与聚合物界面作用力的提升和填料对载荷的有效转移等。聚合物取向是指聚合物在外力作用下，分子链沿力场方向有序排列。在某些外场作用下，大分子链、链段或微晶可以沿着外场方向择优有序排列为取向结构。取向结构对材料的力学、光学和热性能等影响显著，抗张强度及绕曲疲劳强度在取向方向上大大增加。
[0004]静电纺丝是聚合物溶液或者熔体在强电场中拉伸形成射流，射流中溶剂挥发或者熔体冷却固化形成纤维细丝的一种高分子材料加工工艺。静电纺丝法工艺简单，材料范围广，可调控纤维结构，被认为是具有宏量制备超细纤维能力的方法之一。静电纺丝过程中，射流受到表面张力、粘弹力、库伦斥力和电场力的作用，在电场力的强作用拉伸下，聚合物分子链将发生重新排列，趋向沿纤维长度方向取向一致。所以，静电纺丝不仅能制备纤维，而且能使聚合物分子链在射流过程取向排列，从而实现聚合物材料自增强，提高其使用性能。因此，将熔体静电纺丝技术应用于聚合物材料加工领域，实现聚合物材料的自增强具有现实意义和应用潜力。
技术实现思路
[0005]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了一种塑料自增强装置及方法。所述技术方案如下：
[0006]该塑料自增强装置设置有初加工挤出机，所述初加工挤出机与熔体电纺喷头的入口连接，所述熔体电纺喷头的外侧包裹固定有保温套，所述保温套的内侧固定安装有环气流辅件，所述保温套与所述环气流辅件之间设置有环形气流间隙；
[0007]所述保温套一侧固定有气流接口，所述保温套下部内侧镶嵌固定有环形电极，所述环形电极通过导线与高压静电发生器相连，所述保温套的下端与再加工挤出机的入口相连接。
[0008]在一个实施例中，所述熔体电纺喷头由内外两层组成，所述熔体电纺喷头的底部为锥型结构。
[0009]在一个实施例中，所述保温套和环气流辅件均采用耐高温绝缘材料。
[0010]在一个实施例中，所述环形气流间隙的出口倾斜向下设置。
[0011]在一个实施例中，所述环形电极采用导电材料。
[0012]在一个实施例中，所述熔体电纺喷头采用单针喷头、直线形喷头、环形喷头或球形喷头中的一种。
[0013]本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述塑料自增强装置的方法，该塑料自增强方法包括：
[0014]步骤一、将聚合物原料加入初加工挤出机内进行熔融塑化；
[0015]步骤二、将充分熔融塑化后的聚合物熔体通入熔体电纺喷头内，施加高压静电对熔体实施静电纺丝步骤，经过静电纺丝处理后，聚合物分子链产生强取向，强度增强；
[0016]步骤三、对聚合物成型加工，制备塑料制品。
[0017]在一个实施例中，所述对聚合物成型加工，制备塑料制品包括：
[0018]将经过静电纺丝处理后的熔体射流通入再加工挤出机内，经过聚合物成型加工后成为塑料制品；或者，
[0019]将经过静电纺丝处理后的熔体射流冷却成条，然后切粒，用粒料进行后续聚合物成型加工后成为塑料制品；或者，
[0020]将经过静电纺丝处理后的熔体射流冷却成条，然后切粒，用此粒料和聚合物原料掺混后进行后续聚合物成型加工后成为塑料制品。
[0021]本专利技术的另一目的在于提供一种所述的塑料自增强方法在增强增韧聚合物材料制备上的应用。
[0022]本专利技术的另一目的在于提供一种所述的塑料自增强方法在高性能塑料原料制备上的应用。
[0023]针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0024]聚合物材料经过增强增韧处理后可以有效提高其使用性能。聚合物材料的自增强集中体现在依靠外力作用下，分子链沿力场方向取向，取向后的材料物理机械性能将得到较大提升。相比其他聚合物增强增韧方法，聚合物材料的自增强可以解决填料的添加带来的成本增加，以及填料对产品使用的影响等问题。静电纺丝作为一种聚合物材料的加工方法，不仅可以有效制备纤维，也可以使聚合物材料中分子链在电场的强力拉伸作用下产生强取向效应，由此可以带来聚合物性能的提升。因此，将静电纺丝技术应用于聚合物材料加工领域，可以实现材料的自增强，提高最终产品的使用性能。
[0025]本专利技术所述技术方案产生的效果和优点如下：1、将静电纺丝技术中聚合物分子链的强取向效果引入聚合物材料加工领域，实现聚合物材料的增强增韧；2、将使用静电纺丝技术处理过的聚合物材料制成高性能塑料原料，全部使用此种高性能塑料原料或者和未经处理的塑料原料掺混后使用，经过成型加工后制成高性能塑料制品。
[0026]本专利技术为塑料加工领域的增强增韧问题提供了新的解决思路和具体实施方法。
附图说明
[0027]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0028]图1是本专利技术实施例提供的塑料自增强装置的结构示意图。
[0029]图2是本专利技术实施例提供的塑料自增强方法的原理图。
[0030]图3是本专利技术实施例提供的塑料自增强方法流程图。
[0031]图中：1、初加工挤出机；2、熔体电纺喷头；3、保温套；4、环气流辅件；5、气流接口；6、环形电极；7、高压静电发生器；8、射流；9、再加工挤出机。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0033]为了提高聚合物材料的使用性能，实现聚合物材料的自增强，本专利技术提供了一种塑料自增强装置及方法。
[0034]初加工挤出机1与熔体电纺喷头2入口连接，熔体电纺喷头2由内外两层组成，底部为锥型结构，熔体电纺喷头2也可以单针、直线形、环形和球形等结构形式，熔体电纺喷头2为能实现静电纺丝功能的各种结构形式喷头，保温套3环绕包裹本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种塑料自增强装置，其特征在于，所述塑料自增强装置设置有初加工挤出机(1)，所述初加工挤出机(1)与熔体电纺喷头(2)的入口连接，所述熔体电纺喷头(2)的外侧包裹固定有保温套(3)，所述保温套(3)的内侧固定安装有环气流辅件(4)，所述保温套(3)与所述环气流辅件(4)之间设置有环形气流间隙；所述保温套(3)一侧固定有气流接口(5)，所述保温套(3)下部内侧镶嵌固定有环形电极(6)，所述环形电极(6)通过导线与高压静电发生器(7)相连，所述保温套(3)的下端与再加工挤出机(9)的入口相连接。2.根据权利要求1所述的塑料自增强装置，其特征在于，所述熔体电纺喷头(2)由内外两层组成，所述熔体电纺喷头(2)的底部为锥型结构。3.根据权利要求1所述的塑料自增强装置，其特征在于，所述保温套(3)和环气流辅件(4)均采用耐高温绝缘材料。4.根据权利要求1所述的塑料自增强装置，其特征在于，所述环形气流间隙的出口倾斜向下设置。5.根据权利要求1所述的塑料自增强装置，其特征在于，所述环形电极(6)采用导电材料。6.根据权利要求1所述的塑料自增强装置，其特征在于，所述熔体电纺喷头(2)采用单针喷头...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏波，李文超，韩雯雯，刘海超，梁辉，焦冬梅，汪传生，杨卫民，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
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