本實(shí)用新型涉及一種材料制備裝置，更具體地說，涉及一種納米摻雜聚合物制備裝置。

背景技術(shù)：

聚合物納米復(fù)合材料是由各種納米單元與有機(jī)高分子材料以各種方式復(fù)合成型的一種新型復(fù)合材料，納米單元可以是金屬、無機(jī)物和高分子等。由于納米粒子尺寸小、比表面積大，以及所產(chǎn)生的量子效應(yīng)和表面效應(yīng)，使得聚合物納米復(fù)合材料具有更優(yōu)異的物理與力學(xué)性能，在電、磁、光、聲、熱力學(xué)、催化和生物等方面也都呈現(xiàn)出其特有的性能。因此，聚合物納米材料的制備裝置與制備方法成為了納米復(fù)合材料性能研究的基礎(chǔ)。

對于納米摻雜聚合物材料，如何將納米顆粒在納米尺度上均勻分散于聚合物材料基體中形成新型高性能、多功能材料已成為亟待解決的問題。這需要同時(shí)控制納米相的形成以及與聚合物之間的相容性。當(dāng)材料處于納米尺度時(shí)，表面效應(yīng)增強(qiáng)。由于極大的比表面積、大比例的表面原子、原子配位不足以及極高的表面能，使得納米顆粒的表面原子具有極高的表面活性，很容易與其他原子結(jié)合而導(dǎo)致團(tuán)聚，影響納米效應(yīng)的體現(xiàn)，因此，在制備聚合物納米復(fù)合材料時(shí)，一般會對納米粒子的團(tuán)聚進(jìn)行表面處理改性，加入表面改性劑（如硅烷偶聯(lián)劑）等，但表面改性劑的加入會給材料帶來多余的雜質(zhì)，進(jìn)一步嚴(yán)重影響材料的使用性能。目前，納米顆粒在聚合物基體中的團(tuán)聚和分散等問題，嚴(yán)重影響了聚合物納米復(fù)合材料廣泛使用。

在現(xiàn)有的納米摻雜聚合物材料的制備裝置和方法中，極少一部分人采用超聲清洗的方法，清洗已制備得到的復(fù)合材料，由于聚合物在一定的溫度才會有熔解，因此反應(yīng)過程中加入納米顆粒的同時(shí)，就會伴隨有團(tuán)聚和與聚合物基體接觸不良好的現(xiàn)象發(fā)生，超聲清洗并不能消除和解決納米摻雜聚合物材料混合過程中所形成的團(tuán)聚，故而如何控制納米顆粒均勻分散于聚合物材料基體的反應(yīng)過程是目前一大難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述的不足，本實(shí)用新型提供了一種納米摻雜聚合物制備裝置，該裝置由支架臺、上冷凝管夾、下冷凝管夾、球形冷凝管、三口瓶、不銹鋼容器、超聲發(fā)生器和磁力攪拌加熱器組成。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種納米摻雜聚合物制備裝置，包括支架臺、上冷凝管夾、下冷凝管夾、球形冷凝管、三口瓶、不銹鋼容器、超聲發(fā)生器和磁力攪拌加熱器。其特征是，支架臺豎直放置，并與上冷凝管夾和下冷凝管夾通過緊固螺釘相連接，上冷凝管夾夾住球形冷凝管的管身上部，球形冷凝管的底部口與三口瓶的中間口嵌套連接，下冷凝管夾夾住三口瓶中間口，三口瓶右側(cè)口與磁力攪拌加熱器的磁力攪拌子連接，不銹鋼容器放置于三口瓶的正下方，超聲發(fā)生器與不銹鋼容器粘接，并放置在磁力攪拌加熱器的加熱裝置上。

作為優(yōu)選，所述超聲波發(fā)生器包括兩個(gè)振頭、控制臺與電極片，兩個(gè)振頭材質(zhì)為鋼質(zhì)，采用膠結(jié)與螺釘緊固雙重固定，分別通過特制粘接膠水粘接于不銹鋼容器左右兩端，控制臺粘接于不銹鋼容器后方，電極片通過電線連接控制臺與振頭。

作為優(yōu)選，所述磁力攪拌加熱器包括磁力攪拌子、磁子和加熱裝置，磁力攪拌子通過燒瓶塞子與三口瓶右側(cè)口緊密連接，磁子放置于三口瓶內(nèi)，加熱裝置可設(shè)定溫度并連續(xù)變溫。

作為優(yōu)選，所述不銹鋼容器為長方體結(jié)構(gòu)，材質(zhì)是不銹鋼，長度和寬度均比可變溫加熱器稍小一點(diǎn)。

作為優(yōu)選，所述支架臺材質(zhì)為鐵，與上冷凝管夾和下冷凝管夾的連接方式為可滑動連接，設(shè)置有緊固螺釘，用于固定上冷凝管夾和下冷凝管夾，并調(diào)整兩者之間的距離。

該專利的有益之處是：本實(shí)用新型提供了一種納米摻雜聚合物制備裝置，利用超聲發(fā)生器穿透力強(qiáng)和能產(chǎn)生強(qiáng)震蕩的特點(diǎn)，能夠使得納米顆粒在超聲條件下充分?jǐn)U散于聚合物基體中，大大降低了團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)一步使得納米顆粒的納米效應(yīng)得到更好的體現(xiàn)，再者，使用超聲發(fā)生器，可以避免加入表面修飾劑等使得材料引入太多雜質(zhì)的現(xiàn)象，成本低廉，效果顯著。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種納米摻雜聚合物制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型一種納米摻雜聚合物制備裝置主要部分圖。

其中：1、支架臺，2、下冷凝管夾，3、上冷凝管夾，4、球形冷凝管，5、三口瓶，6、不銹鋼容器，7、超聲發(fā)生器振頭，8、超聲發(fā)生器控制臺，9、超聲發(fā)生器電極片，10、磁力攪拌加熱器的加熱裝置，11、緊固螺釘，12、磁力攪拌子，13、磁子，14、燒瓶塞子。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型一種納米摻雜聚合物制備裝置作進(jìn)一步說明。

參見圖1與圖2，該裝置包括支架臺1，下冷凝管夾2，上冷凝管夾3，球形冷凝管4，三口瓶5，不銹鋼容器6，超聲發(fā)生器振頭7，超聲發(fā)生器控制臺8，超聲發(fā)生器電極片9，磁力攪拌加熱器的加熱裝置10，緊固螺釘11，磁力攪拌子12，磁子13，燒瓶塞子14。其特征是，支架臺1豎直放置，并與上冷凝管夾3和下冷凝管夾2通過緊固螺釘11相連接，上冷凝管夾3夾住球形冷凝管4的管身上部，球形冷凝管4的底部口與三口瓶5的中間口嵌套連接，下冷凝管夾2夾住三口瓶5中間口，三口瓶5右側(cè)口與磁力攪拌加熱器的磁力攪拌子12連接，不銹鋼容器6放置于三口瓶5的正下方，兩個(gè)超聲發(fā)生器振頭7分別粘接于不銹鋼容器6的左右兩側(cè)，超聲發(fā)生器控制臺8粘接于不銹鋼容器6的后方，不銹鋼容器6放置在磁力攪拌加熱器的加熱裝置10上。

進(jìn)一步的，超聲波發(fā)生器包括兩個(gè)超聲發(fā)生器振頭7、超聲發(fā)生器控制臺8與超聲發(fā)生器電極片9，兩個(gè)超聲發(fā)生器振頭7材質(zhì)為鋼質(zhì)，采用膠結(jié)與螺釘緊固雙重固定，分別通過特制粘接膠水粘接于不銹鋼容器6左右兩端，超聲發(fā)生器控制臺8粘接于不銹鋼容器6的后方，超聲發(fā)生器電極片9通過電線連接超聲發(fā)生器控制臺8與超聲發(fā)生器振頭7。

進(jìn)一步的，磁力攪拌加熱器包括磁力攪拌子12、磁子13和加熱裝置10，磁力攪拌子12通過燒瓶塞子14與三口瓶5右側(cè)口緊密連接，磁子13放置于三口瓶5內(nèi)，超聲發(fā)生器加熱裝置10可提供能設(shè)定溫度的并連續(xù)變溫的納米顆粒摻雜環(huán)境。

進(jìn)一步的，所述不銹鋼容器6為長方體結(jié)構(gòu)，材質(zhì)是不銹鋼，長度和寬度均比可變溫加熱器稍小一點(diǎn)。所述支架臺1材質(zhì)為鐵，與上冷凝管夾3和下冷凝管夾2的連接方式為可滑動連接，設(shè)置有緊固螺釘11，可滑動連接，設(shè)置有緊固螺釘，用于固定上冷凝管夾3和下冷凝管夾2，并調(diào)整兩者之間的距離。

本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的各部分作用：從圖1與圖2中可以看出，支架臺1通過緊固螺釘11固定上冷凝管夾3和下冷凝管夾2，上冷凝管夾3用于夾住球形冷凝管4的管身上部。對于球形冷凝管4，其水流方向如圖1中為下進(jìn)上出，在納米顆粒摻雜的加熱過程時(shí)起到均勻有效冷卻的作用，球形冷凝管4的下部口與三瓶口5的中間口嵌套連接，下冷凝管夾2用于夾住三瓶口5的中間口。對于三瓶口5，如圖2所示，其左側(cè)口用于添加聚合物基體，溶聚合物基體額溶劑和納米顆粒，其中間口嵌套連接球形冷凝管4，其右側(cè)口通過燒瓶塞子14與磁力攪拌子12緊密連接，燒瓶塞子14為中間帶孔的橡膠塞；對于磁力攪拌加熱裝置，包括三個(gè)部分：磁力攪拌子12、磁子13和加熱裝置10，其作用是，當(dāng)?shù)撞康募訜嵫b置10產(chǎn)生磁場時(shí)，會帶動磁子13的轉(zhuǎn)動，配合磁力攪拌子12的攪拌作用，能使得整個(gè)混合溶液更加均勻，加熱裝置10還可以設(shè)定固定的溫度，也可以連續(xù)變溫，為納米摻雜聚合物基體的混合過程提供了更廣泛的溫度范圍。對于不銹鋼容器6，為長方體結(jié)構(gòu)，采用不銹鋼材質(zhì)，如圖2，容器中溶液一般選取二甲基硅油，一方面用于導(dǎo)熱，另一方面能夠與超聲發(fā)生器產(chǎn)生共振。對于超聲發(fā)生器，其包括兩個(gè)超聲發(fā)生器振頭7、超聲發(fā)生器控制臺8與超聲發(fā)生器電極片9，兩個(gè)超聲發(fā)生器振頭7材質(zhì)為鋼質(zhì)，采用膠結(jié)與螺釘緊固雙重固定，分別通過特制粘接膠水粘接于不銹鋼容器6左右兩端，超聲發(fā)生器控制臺8粘接于不銹鋼容器6的后方，超聲發(fā)生器電極片9通過電線連接超聲發(fā)生器控制臺8與超聲發(fā)生器振頭7，整個(gè)超聲發(fā)生器集成于不銹鋼容器之上，利用超聲發(fā)生器產(chǎn)生超聲波，通過不銹鋼容器6與里面的二甲基硅油產(chǎn)生共振，由于超聲發(fā)生器穿透力強(qiáng)和能產(chǎn)生強(qiáng)震蕩的特點(diǎn)，能夠使得納米顆粒在超聲條件下充分?jǐn)U散于聚合物基體中，大大降低了團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)一步使得納米顆粒的納米效應(yīng)得到更好的體現(xiàn)，另外，超聲發(fā)生器的使用，可以避免加入表面修飾劑等使得材料引入太多雜質(zhì)的現(xiàn)象，成本低廉，效果顯著。

以上對本實(shí)用新型做了詳細(xì)說明，但是這些說明僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，因此不能認(rèn)定本實(shí)用新型只局限于以上說明，凡是對本申請范圍所作若干簡單替換或者修改，對于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，仍在本實(shí)用新型由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍以內(nèi)。