混合机的高速化发展应用及研究

高速混合机虽然已在工业中广泛应用，但对其混合过程尚无一个系统的数学描述。混合时物料在其中的流动非常复杂，受影响因素非常多，通过更改高速混合机内部部件及工艺参数如：叶轮的形式、转速、叶轮安装位置、折流板位置形状、安装切刀等，都可改变混合的效果。但目前还只能通过特定体系的实验结果来粗略解释，不能定量地进行精确分析。如果能建立一个较完整的数学模型对生产和设计新的高速混合机都是非常有指导意义的。我们正在进行高速混合机的建模工作，并将以这些为根据开发新型的高速混合机应用到新的研究领域。
近年来对纳米复合材料的研究已广泛进行，但采用熔融共混法生产纳米复合材料的一个关键问题：纳米粒子在基体中的分散却一直没有很好解决。在制备聚合物纳米无机粒子复合材料的方法中，纳米粒子直接分散法是最为简单经济的方法，该方法是将经过处理的纳米无机粒子直接均匀分散到聚合物基体中。由于纳米无机粒子极小粒径带来巨大表面，非常容易发生团聚，而且一旦团聚，用通常的机械手段很难将其打散，从而极大地影响以后在聚合物基体中的分散。因此，防止无机纳米粒子的团聚和使其能在基体中均匀分散，是直接分散法的技术难点。通常首先要对纳米无机粒子进行表面改性处理，来达到防止纳米无机粒子团聚和有利均匀分散的目的，但这样做的结果则不利于纳米无机粒子表面活性的发挥。
我们从高速混合机的混合原理出发，认为采用特殊设计的新型超高速混合机可以对纳米无机粒子进行有效的分散处理。因此与有关企业合作制作了一台小型超高速混合机。其长时间运行，能大幅度增加粒子湍流程度及优化处理剂喷射，用来处理纳米粒子，希望在破坏其团聚结构的同时使用一定量的处理剂以有利于纳米粒子不再团聚，从而达到纳米粒子在基体中的良好分散，这一工作正在进行中。