[实用新型]一种超临界流体注入装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超临界流体注入装置，它用于将各种单体、香料、药物或金属前驱体等小分子注入到聚合物基体中，再经后处理得到高性能复合材料。

背景技术

目前的超临界流体注入装置主要是间歇式的静态装置见附图1，其具体组成如下：二氧化碳供气装置1，阀门2、4、12，高压注射泵3，螺丝5，恒温控制装置6，高压反应釜7，磁力耦合传动装置8，压力传感器9，聚合物样条10，金属前驱体11；工作原理是：在高压釜中装入聚合物样条和待注入的小分子，关闭高压釜的进出口阀门使高压釜密封；将密封好的高压釜放入到已达设定温度的恒温控制装置中，待高压釜达到设定温度后，打开高压釜的进口阀门，启动注射泵，观察压力传感器，釜内压力达到指定压力后，关闭进口阀门，停止注射泵；启动高压釜上的磁力耦合传动装置，反应一定时间后，关闭磁力耦合传动装置，打开高压釜，释放二氧化碳和未被注入的小分子，取出注入后的聚合物样条；虽然上述装置达到了将小分子注入到聚合物基体中的目的，但在使用中存在许多不足；如待注入小分子在二氧化碳中的溶解过程和超临界二氧化碳对聚合物基体的溶胀过程在高压釜中同时进行，从而无法分别研究两种过程对注入效果的影响；再者就是上述装置使注入反应完成后剩余的大量的待注入小分子及超临界二氧化碳无法循环使用，直接排放到大气中，即造成了资源的大量浪费，又造成了环境污染；如《journal of supercritical fluids》第28卷第207～218页的文献中提到的超临界流体注入装置，其组成是二氧化碳供气装置、高压注射泵、止回阀、高压釜、恒温控制装置。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供了一种可以将小分子在超临界流体中的溶解和超临界流体对聚合物基体的溶胀两步实验过程分开进行研究的超临界流体注入装置；且结合循环泵的使用，使反应后剩余的大量的待注入小分子及超临界流体得到循环使用；这种可连续操作的超临界流体注入装置，既提高了小分子和超临界流体的使用效率，降低了生产成本，又防止了环境污染。

本实用新型一种超临界流体注入装置的组成如下：

二氧化碳供气装置、阀门、高压注射泵、高压釜、压力传感器、循环泵和恒温控制装置；二氧化碳供气装置连接一高压注射泵，供气装置与高压注射泵之间设有截止阀；高压注射泵出口端与高压釜相连，高压注射泵与高压釜之间设有针形阀；超临界流体注入装置中串联2个高压釜，第一个高压釜为溶解釜，第二个高压釜为注入釜；注入釜的进口端与溶解釜的出口端相连接，注入釜的出口端分为两种情况：一是出口端直接与周围大气相通；二是出口端一路与溶解釜进口端直接相连接并结合循环泵构成循环路线，另一路直接与周围大气相通；溶解釜与注入釜之间设置有截止阀和压力传感器；溶解釜和注入釜都具有磁力耦合传动装置，主轴密封方式都为磁力耦合传动密封，其余部位密封方式都为锥面线密封，并都有两个进出口针形阀供进出气及取样用；将溶解釜和注入釜分别置于恒温控制装置内，所述恒温控制装置为水浴、油浴或电加热装置。

本实用新型的优点是：

1、超临界流体注入装置中设有2个高压釜，一个是溶解釜，另一个是注入釜，溶解釜和注入釜有利于研究溶解过程和注入过程各自对最终注入效果的影响；同时也能缩短实验时间，提高生产效率，更有利于工业化生产。

2、超临界流体注入装置中的2个高压釜串联循环设置，可循环利用未被注入的小分子及超临界流体，既达到节省原料、降低成本的目的，又保护了周围环境。

附图说明

图1是目前超临界流体注入装置的结构示意图

图2是本发明超临界流体注入装置的结构示意图

图3是本发明超临界流体注入装置和目前超临界流体装置所制备样品的紫外吸收谱图

具体实施方式

为了具体说明本实用新型，下面结合附图作进一步说明。但是，不能以此限定本实用新型实施的范围，其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属本专利涵盖的范畴。