聚合物材料表面紫外光接枝的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了聚合物材料表面紫外光接枝的装置，该装置包括：气化室，气化室内设置有光敏引发剂池和单体溶液池及分别对光敏引发剂池和单体溶液池加热的第一加热器和第二加热器，气化室开口密封设置有透光盖板及位于透光盖板上的挡板，挡板位于单体溶液池的上方；紫外灯，位于透光盖板未被挡板遮盖部分的上方；第一进载气管，分别经过第一阀门和第二阀门通入光敏引发剂池和单体溶液池；反应室，包括具有进口和出口的反应室壳体，与反应室壳体内壁卡合的上多孔隔板和下多孔隔板，进口通过带有第三阀门的管路与气化室连通，出口与带有第四阀门的出载气管连通。本发明专利技术的装置使气体能到达的聚合物材料表面进行了改性，增加了聚合物材料的适用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物材料表面改性
，特别是涉及聚合物材料表面紫外光接枝的装置。
技术介绍
聚合物材料已经广泛应用于现代工业生产和日常生活中，然而这类材料的亲水性和生物相容性较差，限制了这类材料在一些领域的应用，以中空纤维段为例，近年来，研究者把中空纤维段作为膜生物反应器中生物膜的载体，因为中空纤维段内部可以生长厌氧菌，其外部可以生长好氧菌，因而可以在一个反应器中同时完成厌氧反应和好氧反应，减小了反应器的体积，提高了生产效率，但目前使用的中空纤维段，其材质主要为聚砜、聚丙烯腈或聚偏氟乙烯等，这些材料的亲水性较差，有些材料甚至是疏水材料，是生物不友好性材料，不适于菌类和其它微生物的生长，因而在不影响聚合物材料本体性能的条件下对聚合物材料进行表面改性越来越受到关注。接枝是指在聚合物材料的大分子链上通过化学键结合适当的支链或功能性侧基的反应，通过增加这些支链或功能性侧基使得聚合物材料表面的性质发生改变。接枝方法包括紫外光接枝、化学接枝和辐射接枝等。与其它接枝方法相比，紫外光接枝具有设备成本低、反应速度快并易于连续化操作的特点。但是现有的紫外光接枝是在聚合物材料表面涂覆光敏剂和单体溶液，再在紫外光照下进行接枝反应，因而在紫外光照不到的聚合物材料的表面就不能接枝上支链或功能性侧基，并且在紫外光照得到的聚合物材料表面也易产生接枝不均匀的现象，例如在亲水性较差的中空纤维段的外部可以接枝上亲水性官能团，但是在其内部就不能接枝上。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚合物材料表面紫外光接枝的装置，用以对聚合物材料的表面进行改性，增加聚合物材料的适用范围。本专利技术聚合物材料表面紫外光接枝的装置，包括气化室，所述气化室内设置有光敏引发剂池和单体溶液池及分别对光敏引发剂池和单体溶液池加热的第一加热器和第二加热器，所述气化室的开口密封设置有透光盖板及位于所述透光盖板上的挡板，所述挡板位于所述单体溶液池的上方；紫外灯，位于透光盖板未被挡板遮盖的部分的上方；第一进载气管，分别经过第一阀门和第二阀门通入所述光敏引发剂池和所述单体溶液池；反应室，包括具有进口和出口的反应室壳体，与反应室壳体内壁卡合的上多孔隔板和下多孔隔板，所述进口通过带有第三阀门的管路与所述气化室连通，所述出口与带有第四阀门的出载气管连通。所述的聚合物材料表面紫外光接枝装置，还包括带有第五阀门的第二进载气管，第二进载气管通有脉冲载气。所述的聚合物材料表面紫外光接枝装置，还包括真空装置，所述出口通过带有第六阀门的管路与所述真空装置连通。所述的聚合物材料表面紫外光接枝装置，还包括设置于第一进载气管靠近进载气口的第一压力表，分别靠近反应室进口和出口的第二压力表和第三压力表。优选的，所述透光盖板为石英透光盖板。在本专利技术聚合物材料表面紫外光接枝的装置中，由于通过载气负载自由基进入反应室，在气体能到达的聚合物材料的表面都可以形成表面自由基，再经过载气负载单体气体与表面自由基处进行接枝反应，因此，在聚合物材料的气体能到达的表面都可以进行接枝，避免了现有技术中紫外光照射不到之处不能接枝的现象，使聚合物材料的表面都进行了改性，增加了聚合物材料的适用范围。附图说明图1为本专利技术聚合物材料表面紫外光接枝装置结构示意图；图2为应用本专利技术聚合物材料表面紫外光接枝装置的方法流程示意图。附图标记1-气化室；2_紫外灯；3_第一进载气管；4_反应室；7_第二进载气管；8-真空装置；11-光敏引发剂池；12-单体溶液池；13-第一加热器；14-第二加热器；15_透光盖板；16_挡板；31_第一阀门；32_第二阀门；41-进口 ；42_出口 ；43_反应室壳体；44_上多孔隔板；45_下多孔隔板；51-第三阀门；61_第四阀门；71_第五阀门；81_第六阀门；91_第一压力表；92-第二压力表；93_第三压力表具体实施例方式为了使聚合物材料的表面都能进行接枝，本专利技术提供了一种聚合物材料表面紫外光接枝的装置。该技术方案中，先在气化室内将光敏引发剂液体气化，通过紫外光照射光敏引发剂气体形成自由基，通过载气负载自由基进入到反应室内聚合物材料的表面形成表面自由基，再将气化室内单体溶液气化后在聚合物材料表面自由基处进行接枝，因此在聚合物材料的气体能到达的表面都可以进行接枝。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术实施例的聚合物材料表面紫外光接枝装置，包括气化室I，所述气化室I内设置有光敏引发剂池11和单体溶液池12及分别对光敏引发剂池11和单体溶液池12加热的第一加热器13和第二加热器14，所述气化室I的开口密封设置有透光盖板15及位于所述透光盖板15上的挡板16，所述挡板16位于所述单体溶液池12的上方；紫外灯2,位于透光盖板15未被挡板16遮盖的部分的上方；第一进载气管3，分别经过第一阀门31和第二阀门32通入所述光敏引发剂池11和所述单体溶液池12 ；反应室4，包括具有进口 41和出口 42的反应室壳体43，与反应室壳体43内壁卡合的上多孔隔板44和下多孔隔板45，所述进口 41通过带有第三阀门51的管路与所述气化室I连通，所述出口 42与带有第四阀门61的出载气管连通。在本专利技术实施例中，第一加热器13对光敏弓I发剂池11进行加热，打开紫外灯2，打开第一阀门31和第三阀门51，光敏引发剂分子从光敏引发剂液体中挥发出来，经紫外光照射形成自由基，从第一阀门流出的载气负载自由基通过第三阀门51经反应室4的进口 41和下多孔隔板45到达聚合物材料表面，在聚合物材料表面上形成表面自由基；关闭第一阀门31，打开第二阀门32，关闭紫外灯2，第二加热器14加热单体溶液池12，单体溶液气化被载气负载通过第三阀门51经反应室4的进口 41和下多孔隔板45到达聚合物材料表面，在聚合物材料表面自由基处进行接枝反应。载气可以为氮气或者稀有气体，其中以氮气作为载气最经济实惠。采用这样的装置，无论聚合物材料为管状、卷式或其他的任何形状，都可以在聚合物材料的内外表面进行接枝。特别对于中空纤维段，采用这种装置在其内外表面都可以接枝，进行亲水性接枝后的中空纤维段应用于生物膜反应池，中空纤维段内外都适于细菌或其它微生物的生长，增加了聚合物材料的环境友好性。优选的，本专利技术的聚合物材料表面紫外光接枝装置，还包括带有第五阀门71的第二进载气管7，第二进载气管7通有脉冲载气。在本专利技术的技术方案中，关闭第三阀门51，打开第五阀门71，脉冲式鼓入载气，对反应室4中的聚合物材料进行搅动，可以使聚合物材料表面的表面自由基更均匀，并使接枝更均匀。优选的，本专利技术的聚合物材料表面紫外光接枝装置，还包括真空装置8，出口 42通过带有第六阀门81的管路与真空装置8连通。打开第六阀门81，打开真空装置8，可以使反应室4和气化室I内保持一定的真空度，真空装置8可以为真空泵或其它任意的抽真空装置。增加的真空装置8，可以分别与第一加热器13和第二加热器14共同作用，使得光敏引发剂和单体溶液更易气化，也可以不打开第一加热器13和第二加热器14，直接采用真空装置8使气化室内压强减小，使得光敏引发剂液体和单体溶液的气化温度降低而气化。当然，采用真空装置8与第一加热器13共同作用，使得光敏弓I发剂液体更容易气化，采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物材料表面紫外光接枝的装置，其特征在于，包括：气化室（1），所述气化室（1）内设置有光敏引发剂池（11）和单体溶液池（12）及分别对光敏引发剂池（11）和单体溶液池（12）加热的第一加热器（13）和第二加热器（14），所述气化室（1）的开口密封设置有透光盖板（15）及位于所述透光盖板（15）上的挡板（16），所述挡板（16）位于所述单体溶液池（12）的上方；紫外灯（2），位于透光盖板（15）未被挡板遮盖的部分的上方；第一进载气管（3），分别经过第一阀门（31）和第二阀门（32）通入所述光敏引发剂池（11）和所述单体溶液池（12）；反应室（4），包括具有进口（41）和出口（42）的反应室壳体（43），与反应室壳体（43）内壁卡合的上多孔隔板（44）和下多孔隔板（45），所述进口（41）通过带有第三阀门（51）的管路与所述气化室（1）连通，所述出口（42）与带有第四阀门（61）的出载气管连通。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物材料表面紫外光接枝的装置，其特征在于，包括气化室(I)，所述气化室(I)内设置有光敏弓I发剂池(11)和单体溶液池(12)及分别对光敏引发剂池(11)和单体溶液池(12)加热的第一加热器(13)和第二加热器(14)，所述气化室(I)的开口密封设置有透光盖板(15)及位于所述透光盖板(15)上的挡板(16)，所述挡板(16)位于所述单体溶液池(12)的上方；紫外灯(2)，位于透光盖板(15)未被挡板遮盖的部分的上方；第一进载气管(3)，分别经过第一阀门(31)和第二阀门(32)通入所述光敏引发剂池(11)和所述单体溶液池(12)；反应室(4 )，包括具有进口( 41)和出口( 42 )的反应室壳体(43 )，与反应室壳体(43 )内壁卡合的上多孔隔板(44)和下多孔隔板(45)，所述进口(41)通过带有第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：申颖洁，赵玉娟，吴光夏，王晓红，李朝霞，田亚平，
申请(专利权)人：中国电子工程设计院，
类型：发明
国别省市：