Влажное сырье и как с ним бороться

Почему влажное сырьё опасно: последствия для полимерной продукции

При переработке влажного полимера, а именно – при нагревании на экструдере или термопластавтомате, вода превращается в пар, вызывая дефекты готовых изделий:

• Пористость и пузыри: В толще материала и на его поверхности образуются мелкие или крупные пузыри, особенно заметные на гладких поверхностях
• Раковины и серебрение ("пайплайн"): На поверхности изделия появляются следы, похожие на серебряные нити или раковины — это следы вырвавшегося пара
• Потеря механической прочности: Пузыри и поры нарушают внутреннюю структуру материала, делая его хрупким, снижая ударную вязкость и прочность на разрыв
• Ухудшение внешнего вида: Дефекты поверхности не поддаются покраске, шлифовке, делают товарный вид неприемлемым
• Снижение производительности: Необходимость снижать температуру и скорость переработки, чтобы дать пару «выйти», что ведет к падению выработки
• Деградация материала: Для некоторых полимеров (например, PET, PA, PC) вода является катализатором гидролитической деградации при высоких температурах. Цепочки молекул рвутся, что необратимо ухудшает свойства материала (снижается молекулярная масса, вязкость).

Откуда берется влага в полимерном материале

1. Гигроскопичность некоторых видов полимеров

Различают два основных типа материала: гигроскопичные полимеры, которые способны поглощать влагу из окружающего воздуха, и негигроскопичные полимеры, которые не впитывают влагу, но влага собирается на поверхности самих гранул (в силу хранения их на открытом воздухе).

Таблица из «Справочника переработчика»:

Гигроскопичность в свою очередь бывает разного уровня, к примеру:

• PET (ПЭТ, полиэтилентерефталат): Абсолютный лидер по гигроскопичности.

• PA (ПА, полиамид, нейлон): Очень гигроскопичен.

• PC (ПК, поликарбонат): Гигроскопичен.

• ABS (АБС-пластик): Умеренно гигроскопичен.

• PMMA (ПММА, оргстекло): Гигроскопичен.

• Сырье хранится в сырых, холодных помещениях без герметичной упаковки или упаковка нарушена.

• Конденсат при перемещении из холодного цеха (склада) в теплый.

• Атмосферные осадки: Если сырье (особенно в виде хлопьев, дробленки) попало под дождь или снег.

Как эффективно бороться с влажным сырьем на всех этапах: от приемки до переработки

Этап 1: Организационные и подготовительные меры

• Позаботьтесь о правильной организации хранения полимеров: Держите сырье в сухих, закрытых складах, в биг-бэгах или мешках на паллетах, подальше от пола и стен. Герметично закрывайте открытую тару.
• Контролируйте влажность в цехе: Поддерживайте низкую влажность в производственном помещении.
• Осуществляйте тщательный входной контроль: При приемке новой партии сырья, особенно гигроскопичного или вторичного материала, обязательно проверяйте его влажность портативным влагомером. Это сэкономит много времени и денег.

Этап 2: Предварительная сушка (самый важный этап)

Этот этап – обязательная процедура для гигроскопичных материалов. Не путайте с простым «прогревом».

Для предварительной сушки используются бункерные сушилки горячим сухим или горячим атмосферным воздухом. Они имеют различные вариации – напольные и устанавливаемые непосредственно на станок. Принцип — поток горячего осушенного воздуха удаляет влагу из гранул.

Ключевой параметр для эффективной сушки – точка росы. Чем она ниже (например, -40°C), тем суше воздух и тем эффективнее и быстрее происходит осушение. Допустим, обычные сушилки горячим воздухом без адсорбционного блока имеют высокую точку росы и малоэффективны для гигроскопичных материалов.

Особенности адсорбционных сушилок

Компактные сушилки сухим воздухом помогают эффективно удалить влагу из гигроскопичных полимеров.

СУШИЛКИ В НАЛИЧИИ

Устройство и принцип работы: Генератор сухого воздуха оснащен адсорбционным ротором. Воздух проходит через каналы ротора и контактирует с адсорбентом, который нанесен на продуваемый каркас барабана. Входящий поток воздуха, насыщенный влагой, обдувает ротор изнутри, молекулы силикагеля притягивают влагу, осушая воздух. Осушенный воздух, перед тем как попасть в емкость с влажным материалом, предварительно нагревается.

Гигроскопичный материал отдает влагу и далее влажный воздух проходит через фильтр, освобождаясь от пыли, и вновь проходит через адсорбционный ротор. Сектор ротора с набранной влагой, медленно вращаясь, попадает в сектор регенерации, который обдувается нагретым воздухом – воздухом регенерации. Здесь адсорбент нагревается до 180⁰С. Уникальные свойства цеолита отдавать влагу при нагревании, позволяют сделать процесс непрерывным. Нагретый адсорбент отдает влагу, которая уносится потоком воздуха регенерации.

По мере вращения ротора, освобожденный от влаги сектор проходит зону остывания и подготовки к работе. В этот момент на него подается сухой воздух и предварительно нагревает участок роторного барабана, пока он снова не начнет контактировать с осушаемым воздухом и вновь поглощать влагу.

Полный цикл проходит примерно за 4 минуты. За час ротор делает примерно 14 оборотов. За счет непрерывного процесса сушки и медленного вращения ротора показатели точки росы сухого воздуха постоянно стабильные, что делает процесс сушки полимеров наиболее эффективным и коротким.

Рекомендации по режимам сушки:

Для каждого материала есть рекомендованные температура и время сушки. Например:

• PET: 160-180°C, 4-6 часов, точка росы -40°C
• PA: 80-90°C, 3-4 часа, точка росы -40°C
• PC: 120-130°C, 3-4 часа, точка росы -40°C
• ABS: 80-85°C, 2-3 часа, точка росы -40°C

Большая Таблица времени сушки полимерных материалов есть в «Справочнике переработчика» - доступен к скачиванию в pdf здесь.

Важно: Сырье после сушки нужно использовать сразу! Нельзя обдувать высушенный материал нагретым воздухом, чтобы он немного "остыл" перед переработкой. Нельзя оставлять полимерный материал в открытом бункере, он снова начнет впитывать влагу.

Краткий чек-лист для производства:

1. Определите материал: Является ли он гигроскопичным (PET, PA, PC, ABS)
2. Проверьте влажность на входном контроле влагомером.
3. Организуйте правильное хранение.
4. Обеспечьте предварительную сушку в бункерной сушилке с адсорбентом, подобрав правильный температурный режим и время.
5. Настройте параметры переработки (температурные профили, скорость шнека) в соответствии с рекомендациями для сухого материала.
6. Используйте осушенное сырье сразу после сушки.

Единственный надежный способ бороться с влажным полимерным сырьем — это организовать процесс его обязательной предварительной сушки в специализированном оборудовании (бункерных сушилках) перед загрузкой в перерабатывающий агрегат. Все остальные методы являются вспомогательными или компромиссными и не гарантируют качество готовой продукции.

Сушилки сухим горячим и атмосферным воздухом есть в наличии на складе "Формотроник" в РФ https://formotronik-mold.ru/equipment_stock/periferiynoe-oborudovanie-dlya-polimernykh-proizvodstv/

8 800 500 26 38
info@form-nn.ru