GRS2000芳纶高剪切沉析机

GRS2000芳纶高剪切沉析机：其制法是将聚合物稀溶液等在强烈搅拌下供入大量的凝固液，或将上述溶液的细流在强烈搅拌下流入大量的凝固液中，沉析成纤条体。例如，将平均分子量为4万的聚对苯二甲酰对苯二胺树脂溶于浓硫酸中配制成浓度1%的溶液，在强烈搅拌下注入正丁醇(或二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、丙二醇)，可制得直径200—400Á，强度60—68MPa，模量1.9一2.1GPa，断裂伸长15—21%的纤条体。聚间苯二甲酰间苯二胺纤条体则可通过后一方法制取。
沉析纤维的制备及性能：

沉析纤维是聚合物溶液在高速剪切的凝固浴中瞬间形成的，时间大约为10-5 s，因此沉析纤维形成过程中各影响因素的控制对其性能具有重要影响。

沉析纤维成形过程中，首先可将聚合物溶液看作一种具有一定粘弹性的非牛顿流体，其在高速剪切的凝固浴中被液体的剪切力迅速拉伸变形。在聚合物溶液被拉伸变形的同时，凝固剂则透过凝固浴与聚合物溶液的界面渗入其内部，随着聚合物溶液内部凝固剂浓度的升高，聚合物溶液由液态逐渐向固态转变。聚合物溶液被拉伸变形、凝固剂向溶液内部渗透和聚合物溶液由液态逐渐向固态转变同时发生，直至达到一临界值 ―― 高速剪切凝固浴的剪切力不能再使逐渐凝固的聚合物液滴产生形变为止，即形成沉析纤维。 

　　在沉析纤维的制备过程中，聚合物溶液性质（浓度、黏度、温度、离子含量等）、凝固浴性质（溶剂与凝固剂配比、凝固浴温度、离子浓度等）和剪切速率（大于12 s-1）是影响沉析纤维形成及其性能的主要因素。

沉析纤维的应用 ：芳纶纸及其复合材料、生物医用材料方面

目前，国内外对沉析纤维的研究大多集中在制备工艺的选择和优化以及对沉析纤维形貌、尺寸的观察方面，而对制备过程中各因素与沉析纤维的形貌、尺寸、性能之间的关系尚未能进行深入系统的研究，特别是对沉析纤维形成机理的研究极少。因此，未来研究重点将集中于以下几方面： 

沉析纤维在高速剪切凝固浴中形成，因此稳定剪切速率是制备尺寸和性能稳定良好沉析纤维的主要因素，故可对产生高速剪切的设备进行优化设计； 
　　（2）金属离子不仅对沉析纤维成形过程具有重要影响，其残留含量对沉析纤维及芳纶纸和复合材料的电绝缘等性能具有关键影响，可从聚合入手，选择可替代金属盐的中和剂； 
　　（3）当前制备沉析纤维大多是在室温条件下，而通过调节环境温度可实现对聚合物溶液黏度、凝固浴扩散系数等沉析纤维形成过程中主要性能影响因素的调控。

从设备角度来分析，影响分散 效果因素有以下几点：

1 分散头的形式（批次式和连续式）（连续式比批次好）

2 分散头的剪切速率 （越大，效果越好）

3 分散头的齿形结构（分为初齿，中齿，细齿，超细齿，约细齿效果越好）

4 物料在分散墙体的停留时间，乳化分散时间（可以看作同等的电机，流量越小，效果越好）

5 循环次数（越多，效果越好，到设备的期限，就不能再好）

线速度的计算：

剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) 
g 定-转子 间距 (m)

由上可知，剪切速率取决于以下因素：

– 转子的线速率

– 在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。 
定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（转子直径）X 转速 RPM / 60

高的转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是非常重要的。根据一些行业特殊要求，思峻公司在GR2000系列的基础上又开发出GRS2000超高速剪切乳化机机。其剪切速率可以14000 rpm，转子的速度可以达到44m/s。在该速度范围内，由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强，乳液的粒经分布更窄。由于能量密度高,无需其他辅助分散设备,可以达到普通的高压均质机的400BAR压力下的颗粒大小.

2、设备特点

GRS设备与传统设备相比：

高效、节能

传统设备需8小时的分散加工过程，GRS设备1小时左右完成，超细分散效果好，能耗极大降低；

高速、高品质

传统设备的搅拌转速每分钟几十转，带分散功能的转速每分钟1500转以内，只完成宏观分散加工，超细分散能力极为有限；GRS设备的转速每分钟10000～15000转之间，超高线速度产生的剪切力，瞬间超细分散浆料中的粉体。

设备选型表：

表注：流量可以根据流体的固含量以及附加泵的情况或减少25%。

GRS2000芳纶高剪切沉析机