خشک کردن پلاستیک و رطوبت زدایی قبل از اکستروژن: چرا مهم است

رطوبت زدایی با خشک کردن پلاستیک برای بخش قابل توجهی از رزین های اکستروژن ورق اختیاری نیست - این یک پیش نیاز فرآیند است. پلیمرهای هیگروسکوپیک رطوبت اتمسفر را در حین نگهداری و جابجایی جذب می کنند و بخار آب در دمای پردازش اکستروژن به بخار تبدیل می شود. نتیجه شامل حباب‌ها، علائم پخش شدن، رگه‌های نقره‌ای سطحی، کاهش خواص مکانیکی و در موارد شدید، تخریب هیدرولیتیکی است که زنجیره پلیمری را برای همیشه از بین می‌برد. خیر فناوری اکستروژن ورق می تواند ورق قابل قبولی را از مواد مرطوب تولید کند، صرف نظر از اینکه اکسترودر، قالب و تجهیزات پایین دستی تا چه حد نگهداری می شوند. برای عملیات های PET، PC، ABS یا نایلون، خشک کردن مناسب پایه ای است که همه چیز به آن بستگی دارد.

کدام پلیمرها قبل از اکستروژن نیاز به خشک شدن دارند

پلیمرها از نظر جذب رطوبت به دو دسته تقسیم می شوند. پلی الفین ها -PP، PE، HDPE- غیر رطوبت سنجی هستند و رطوبت ناچیز را جذب می کنند، به این معنی که معمولاً می توانند مستقیماً از سیلو اکسترود شوند. در مقابل، پلیمرهای هیگروسکوپیک، آب را در سطوحی جذب می کنند که باعث نقص در فرآیند می شود.

رایج ترین رزین های رطوبت سنجی در اکستروژن ورق عبارتند از:

• PET - نیاز به خشک کردن تا رطوبت کمتر از 0.005٪ (50 ppm) دارد

• پلی کربنات (PC) - حداکثر 0.02٪ رطوبت قبل از اکستروژن

• ABS - برای جلوگیری از پخش شدن سطح باید کمتر از 0.04% خشک شود

• نایلون (PA6، PA66) - بسیار رطوبت سنجی، به زیر 0.1٪ برای اکستروژن نیاز دارد.

• PMMA (اکریلیک) - 0.04٪ حداکثر رطوبت

هر پلیمر دارای رطوبت تعادلی خاصی است - مقدار آبی که در یک رطوبت نسبی معین جذب می کند. PET در رطوبت نسبی 50 درصد و دمای 25 درجه سانتی گراد تقریباً 0.3 درصد رطوبت وزنی را جذب می کند. این رقم 60 برابر حد مجاز پردازش است و توضیح می دهد که چرا تقاضای خشک کردن PET بسیار سخت است.

خشک کن های خشک کن: کنترل نقطه شبنم و دمای هوا

خشک کن های قیف خشک کننده راه حل استاندارد برای از بین بردن رطوبت از پلیمرهای رطوبت گیر هستند. این سیستم هوای گرم شده و مرطوب شده را از طریق قیف حاوی رزین به گردش در می آورد. هوای گرم و خشک با گلوله های پلیمری تماس می گیرد، رطوبت سطح را جذب می کند و آن را می برد. هوا به خشک‌کن باز می‌گردد، از یک بستر خشک‌کننده عبور می‌کند که رطوبت جذب‌شده را خارج می‌کند، دوباره گرم می‌شود و دوباره در یک چرخه حلقه بسته پیوسته وارد قیف می‌شود.

دو پارامتر عملکرد خشک کن را تعریف می کند: دمای هوا و نقطه شبنم.

دمای خشک کردن باید به اندازه کافی بالا باشد تا رطوبت را از پلیمر با سرعت عملی خارج کند، اما کمتر از نقطه نرم شدن پلیمر باشد تا از تجمع گلوله ها جلوگیری شود. PET در دمای 160-170 درجه سانتی گراد خشک می شود. کامپیوتر به 120 درجه سانتیگراد نیاز دارد. ABS در دمای 80-85 درجه سانتی گراد خشک می شود. تجاوز از دمای توصیه شده خطر ذوب گلوله ها را در قیف به یکدیگر، مسدود کردن جریان مواد و آسیب احتمالی خشک کن را به همراه دارد.

نقطه شبنم میزان رطوبت هوای در حال گردش را اندازه گیری می کند. برای اکثر پلیمرهای رطوبت سنجی، نقطه شبنم 40- درجه سانتی گراد حداقل سطح قابل قبول است. PET نیاز به -50 درجه سانتیگراد یا کمتر دارد. بستر خشک‌کننده - معمولاً غربال مولکولی یا آلومینا فعال - برای حفظ این سطح باید به طور مداوم یا زمان‌بندی شده بازسازی شود. سیستم‌های دو تخته بین چرخه‌های خشک کردن و بازسازی متناوب می‌شوند و عملکرد بدون وقفه را تضمین می‌کنند.

را سیستم اکستروژن دوز حجمی گرانشی در پایین دست خشک کن باید موادی را دریافت کند که قبلاً مشخصات رطوبت را برآورده کرده است. اگر لوله انتقال خشک کن به اکسترودر آب بندی و عایق بندی نشده باشد، رزین خشک شده می تواند رطوبت محیط را در حین انتقال بازجذب کند و کل فرآیند خشک شدن را نفی کند. سیستم های انتقال حلقه بسته با تصفیه هوای خشک از این مشکل بازجذب جلوگیری می کند.

مانیتورینگ نقطه شبنم و بازسازی مواد خشک کننده

سنسورهای نقطه شبنم درون خطی، دید مداوم را در عملکرد خشک کن فراهم می کنند. هنگامی که بستر خشک‌کننده به حالت اشباع نزدیک می‌شود، نقطه شبنم افزایش می‌یابد - اغلب از -40 درجه سانتی‌گراد به -20 درجه سانتیگراد یا در عرض چند دقیقه در صورت شکست بازسازی، افزایش می‌یابد. تعویض خودکار بین بسترهای خشک کردن و بازسازی برای حفظ ظرفیت حذف رطوبت پایدار ضروری است.

زمان خشک کردن: ملاحظات اقامت و توان عملیاتی

حذف رطوبت آنی نیست. زمانی که رزین در قیف خشک کردن می گذرد - زمان ماند یا زمان ماند - باید برای نفوذ گرما به هسته گلوله و خروج رطوبت جذب شده کافی باشد. زمان های خشک کردن توصیه شده بسته به اندازه پلیمر و گلوله متفاوت است:

• PET: 4-6 ساعت در دمای 160-170 درجه سانتیگراد

• PC: 3-4 ساعت در 120 درجه سانتیگراد

• ABS: 2-4 ساعت در 80-85 درجه سانتیگراد

• نایلون: 4-6 ساعت در 80 درجه سانتیگراد

• PMMA: 2-3 ساعت در 80 درجه سانتیگراد

این زمان ها اندازه پلت استاندارد 3-4 میلی متر را در نظر می گیرند. دوباره آسیاب با اندازه ذرات کوچکتر سریعتر خشک می شود اما بیشتر در معرض ریزش هایی است که باعث مشکلات تغذیه می شود. گلوله ها یا تکه های با فرمت بزرگ به زمان ماندگاری طولانی تری نیاز دارند - گاهی اوقات دو برابر توصیه استاندارد.

اندازه قیف باید طولانی ترین زمان خشک شدن را در حداکثر سرعت توان خط محاسبه کند. اگر خط 500 کیلوگرم در ساعت PET به 5 ساعت خشک کردن نیاز دارد، قیف باید حداقل 2500 کیلوگرم را نگه دارد تا اطمینان حاصل شود که هر گلوله زمان اقامت کامل را دریافت می کند.

عیوب مربوط به رطوبت و روش های اندازه گیری

هنگامی که خشک کردن کافی نیست، عیوب هم از نظر بصری آشکار و هم از نظر مکانیکی پیامد هستند. پخش شدن سطح - رگه های نقره ای که در جهت ماشین می چرخند - زمانی رخ می دهد که رطوبت در لبه قالب تبخیر می شود و بین ورق و رول کلندر گیر می افتد. حباب‌ها زمانی ایجاد می‌شوند که غلظت رطوبت حفره‌های گازی قابل مشاهده در بدنه ورق ایجاد کند. هیدرولیز در PET و PC زنجیره های پلیمری را می شکند، ویسکوزیته ذاتی را کاهش می دهد و مقاومت مکانیکی را کاهش می دهد - آسیبی که قابل برگشت نیست.

روش‌های راستی‌آزمایی شامل آنالایزرهای رطوبت از دست دادن خشک شدن، تیتراسیون کارل فیشر برای دقت آزمایشگاهی و سنسورهای رطوبت درون خطی در تخلیه خشک کن برای نظارت در زمان واقعی است. سنسورهای درون خطی برای حفظ دقت به کالیبراسیون دوره ای در برابر اندازه گیری های آزمایشگاهی نیاز دارند.

را تنظیمات بشکه کنترل دمای اکستروژن با رطوبت باقیمانده در تعامل است. دمای بالاتر بشکه، تبخیر رطوبت باقیمانده را تسریع می‌کند و عیوب سطح را شدیدتر می‌کند. اپراتورها گاهی اوقات دمای بشکه را کاهش می دهند تا از پخش شدن آن جلوگیری کنند - اما این یک درمان علامتی است نه یک درمان. علت اصلی خشک شدن ناکافی است و کاهش دمای مذاب صرفاً شواهد بصری را پنهان می کند در حالی که پلیمر ممکن است همچنان از تخریب پنهان رنج ببرد.

خشک کردن ناکافی یکی از سه علت اصلی نقص کیفیت در اکستروژن ورق است، به ویژه برای پلیمرهای رطوبت سنجی مانند PET، PC و ABS. JWELL خشک کن های قیف رطوبت زدایی را با خطوط اکستروژن ورقه ای خود به عنوان تجهیزات استاندارد برای مواد حساس به رطوبت ادغام می کند، دارای بسترهای خشک کن با نقطه شبنم زیر 50- درجه سانتی گراد، سنسورهای رطوبت در زمان واقعی در تخلیه خشک کن، و سیستم های انتقال حلقه بسته که از جذب مجدد رطوبت خشک کن و جذب مجدد رطوبت جلوگیری می کند.

سوالات متداول

آیا می توان PET را بدون خشک کن خشک کن اکسترود کرد؟

خیر. PET بسیار رطوبت سنجی است و در صورت اکسترود شدن با رطوبت بالای 0.005 درصد، باعث پخش شدن شدید، حباب ها و تخریب وزن مولکولی می شود. خشک کن های هوای فشرده یا قیف های گرم شده بدون رطوبت زدایی فعال برای PET ناکافی هستند و به طور مداوم ورق معیوب تولید می کنند.

چگونه تأیید می کنید که رزین به اندازه کافی خشک است؟

قابل اطمینان ترین روش آنالایزر رطوبت از دست دادن در هنگام خشک شدن است که نمونه را گرم می کند و کاهش وزن را اندازه گیری می کند. تیتراسیون کارل فیشر دقت بالاتری را برای سطوح رطوبت بسیار کم ارائه می دهد. سنسورهای رطوبت درون خطی در تخلیه خشک کن، نظارت در زمان واقعی را ارائه می دهند، اما به کالیبراسیون دوره ای در برابر اندازه گیری های آزمایشگاهی نیاز دارند.

اگر بستر خشک کن تمام شود چه اتفاقی می افتد؟

نقطه شبنم به سرعت افزایش می یابد - اغلب از -40 درجه سانتیگراد تا -20 درجه سانتیگراد یا بالاتر در عرض چند دقیقه. هوای خشک‌کن دیگر نمی‌تواند رطوبت کافی را جذب کند و میزان رطوبت گلوله افزایش می‌یابد. اکثر خشک کن های مدرن شامل نظارت خودکار نقطه شبنم و تعویض مجدد بستر هستند، اما واحدهای قدیمی ممکن است به تایمرهایی متکی باشند که نوسانات رطوبت محیط را در نظر نگیرند.

آیا regrind به پارامترهای خشک کردن متفاوتی نسبت به رزین بکر نیاز دارد؟

Regrind به دلیل اندازه ذرات کوچکتر و سطح بالاتر سریعتر خشک می شود، اما پس از خروج از خشک کن نیز رطوبت را سریعتر جذب می کند. نگرانی اصلی سیستم انتقال بین خشک کن و اکسترودر است - هر گونه قرار گرفتن در معرض هوای محیط به سرعت باعث افزایش رطوبت می شود.