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全面解析塑料造粒技術(shù)及其特點(diǎn)
閱讀：2399發(fā)布時(shí)間：2011-9-17
全面解析塑料造粒技術(shù)及其特點(diǎn)
大多數(shù)聚合物在制成zui終產(chǎn)品之前，必須配合混煉，然后造粒，成為可銷售的原料。有許多不同的造粒器設(shè)計(jì)，但一切造粒器可以分為兩大類：冷切粒系統(tǒng)和模面熱切粒系統(tǒng)。二者的主要區(qū)別在于切粒過(guò)程時(shí)間的安排。冷切粒系統(tǒng)，在加工過(guò)程的末了從已固化的聚合物切粒;而在模面熱切粒系統(tǒng)中，當(dāng)熔融狀態(tài)聚合物從口模出現(xiàn)時(shí)即進(jìn)行切粒，而在下游對(duì)粒料進(jìn)行冷卻。兩種切粒系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。
冷切粒系統(tǒng)
冷切粒系統(tǒng)包括口模、冷卻區(qū)（風(fēng)冷或水冷）、干燥區(qū)（如果采用水冷）和切粒室。冷切粒系統(tǒng)有兩大類，即片料造粒機(jī)和條料造粒機(jī)。
片料造粒機(jī)熔融的聚合物從混煉設(shè)備流經(jīng)一個(gè)帶式口模或輥煉機(jī)壓延成一定厚度的聚合物片料。片料在運(yùn)輸過(guò)程中通過(guò)一段距離凝固并冷卻，然后在一個(gè)倉(cāng)室中用切粒刀切成圓形或方形粒料。
片料造粒是制造粒料zui老的方法，可用于從尼龍到聚氯乙烯各種不同聚合物.據(jù)報(bào)道度相當(dāng)好，造粒能力可達(dá)1843.69kg/h.這是一種冷切粒方法，噪聲散發(fā)比從熔融聚合物切粒的方法為高。凝固態(tài)切割聚合物切刀壽命較短，生成粉末常成為問(wèn)題。對(duì)有些聚合物可以見(jiàn)到某些“粒鏈”現(xiàn)象。
條料造粒
機(jī)的使用歷史幾乎與片粒造粒機(jī)同樣悠久。包括口模、冷卻段（水浴或鼓風(fēng)機(jī)）、干燥段（如果采用水冷）和切粒刀。用擠出機(jī)或齒輪泵擠出熔融的聚合物通過(guò)一個(gè)水平安裝的口模而形成條料（現(xiàn)代化的口模經(jīng)過(guò)精密機(jī)械加工，均勻加熱，以產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的條料）。條料從口型排出后，即用鼓風(fēng)機(jī)或空氣/真空設(shè)施進(jìn)行冷卻，或用水浴冷卻。如果采用水冷，條料需通過(guò)一個(gè)干燥段，用強(qiáng)制通風(fēng)吹除水分，然后將條料送至切粒室。利用一對(duì)固定刀和旋轉(zhuǎn)刀的剪切作用，把條料地切成所需長(zhǎng)度。粒料的直徑為 3.175 mm，長(zhǎng)3.175mm，棱角清晰。
傳統(tǒng)的拉制條料方法是拉伸條料通過(guò)冷卻段（zui常用的是水浴），有時(shí)造成條料跌落或尺寸不一致。這zui常見(jiàn)于熔融態(tài)強(qiáng)度較差的聚合物，如聚丙烯、聚酯和尼龍等。當(dāng)條料跌落時(shí)，材料即報(bào)廢，因此操作工需密切注意。如果條料拉制不一致，下游粒料需過(guò)篩。
其它模式的成條方法可無(wú)需操作工密切監(jiān)視，其辦法是采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的有槽進(jìn)料輸送機(jī)，在從口模到切粒機(jī)處支承和分割條料。這種被旋力輸送的條料尺寸比較均勻，不會(huì)跌落因而報(bào)廢較少。這類方法有些可使其生產(chǎn)能力達(dá)6803.89 kg/h，而比較起來(lái)拉伸成條方法只有約 1814.37 kg/h，因?yàn)椴僮鞴ぶ荒芸垂苡邢迶?shù)目的條料。條料生產(chǎn)線成本不高，操作簡(jiǎn)便，且清洗便捷。這對(duì)色料配混來(lái)說(shuō)有其優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)閮膳煌系母鼡Q必須*清洗設(shè)備。但是，造條方法的缺點(diǎn)是冷卻段需占用空間，其長(zhǎng)度按聚合物的溫度要求來(lái)確定。
模面熱切系統(tǒng)
模面熱切系統(tǒng)有三種基本型式，即氣流造粒機(jī)，噴水（水環(huán)）造粒機(jī)和水下造粒機(jī)。雖然這類系統(tǒng)可以有不同設(shè)計(jì)，但典型的系統(tǒng)包括口模、切料室、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉刀、冷卻介質(zhì)和干燥粒料的方法（如果采用了水冷）。
口模是模面熱造粒系統(tǒng)的重要部件。它垂直或水平安裝，通常用油、蒸汽或筒式或帶式電熱器加熱。電熱通常用于較小型的口模;但較大型的口模通常用蒸汽或油加熱。口模結(jié)構(gòu)材料有不同的材質(zhì)，但不管采用何種材料或何種加熱介質(zhì)，口模孔口直徑必須均勻;要有足夠的熱量來(lái)維持整個(gè)擠出過(guò)程中聚合物的溫度;切粒刀對(duì)著旋轉(zhuǎn)的模面必須堅(jiān)韌光滑——這些是制造均勻的粒料所必需的。
當(dāng)熔融的聚合物被擠出口模時(shí)，以很高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的切粒刀將其切成粒料。典型的情況是切粒刀或接觸或十分貼近模面。粒料被切下后，即被離心力的作用被拋離刀，并輸送至冷卻介質(zhì)處。切粒刀的尺寸、形狀、材質(zhì)和安裝方式可以有所不同。有些系統(tǒng)中切粒刀有彈簧施加載荷自動(dòng)調(diào)整切粒刀、口模間的間距;而有些系統(tǒng)必須用手工調(diào)節(jié)切粒刀至口模的間距。由于切料刀壽命取決于刀一模對(duì)中精度、聚合物的磨蝕性和操作工的進(jìn)取性，在熔融狀態(tài)下切割聚合物粒料是可取的。
氣流造粒機(jī)推薦用于對(duì)熱和長(zhǎng)停留時(shí)間敏感的聚合物，例如聚氯乙烯、TPR和交聯(lián)聚乙烯。切粒速率高達(dá)4989.52kg/h聚合物從擠出機(jī)至切粒室的流徑要保持得盡可能短，并采用zui少的熱量。當(dāng)聚合物通過(guò)口模擠出時(shí)，貼模面旋轉(zhuǎn)的旋力即將它切成粒料。粒料切下后，隨即被拋離旋轉(zhuǎn)刀，為在專門(mén)設(shè)計(jì)的切粒室中強(qiáng)制循環(huán)流動(dòng)的空氣所捕獲。空氣流對(duì)粒料表面進(jìn)行初步淬冷，并把它帶出切粒室而送至冷卻區(qū)。
流化床干燥器常被采用來(lái)冷卻粒料。粒料沿著一個(gè)可調(diào)節(jié)的斜面溜下，而循環(huán)風(fēng)機(jī)則鼓風(fēng)通過(guò)這些粒料。調(diào)節(jié)斜面傾角可延長(zhǎng)或縮短粒料在干燥器中的停留時(shí)間。另一個(gè)通用的冷卻方法是把粒料從切粒室中卸出送入一個(gè)水槽，然后用流化床干燥器或離心干燥器脫除水分。
噴水造粒機(jī)，除熔體粘度低或具有粘性的聚合物之外，適用于大多數(shù)聚合物。這類設(shè)備又稱為水環(huán)切粒機(jī)，造粒速率達(dá)到 13607.77 kg/h。
熔融的聚合物從熱口模擠出，被地著模面旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)刀切成粒料。這種甘粒系統(tǒng)的特色是其特殊設(shè)計(jì)的噴水切粒室。水呈螺旋線繞因流動(dòng)，直至流出甘粒室。粒料切下后，即被拋入水流，進(jìn)行初步淬冷。粒料水漿排入粒料漿槽被進(jìn)一步冷卻，然后送入離心干燥器脫除水分。
水下造粒機(jī)與氣流造粒機(jī)及噴水造粒機(jī)類似，不同的是它有一股平穩(wěn)的水流流過(guò)模面，而與模面直接接觸。切粒室的大小以恰足以使切粒刀自由地轉(zhuǎn)動(dòng)越過(guò)模面而不限制水流為度。熔融聚合物從口模擠出，旋轉(zhuǎn)刀切割粒料，粒料被經(jīng)過(guò)調(diào)溫的水帶出切粒室而進(jìn)入離心干燥器。在干燥器中，水被排回貯罐，冷卻并循環(huán)再用;粒料通過(guò)離心干燥器除去水份。水下造粒機(jī)需使用熱分布均勻并有特殊絕熱設(shè)施的口模。小型切粒刀采用電熱;大型切粒刀需采用油熱或蒸汽加熱的口模。工藝用水常規(guī)情況下加熱至zui高溫度，但其熱度應(yīng)不足以對(duì)粒料的自由流動(dòng)造成有害影響。水下造粒機(jī)用于極大多數(shù)聚合物，有些機(jī)型能達(dá)到22679.62kglh的造粒能力。當(dāng)用于低粘度或粘附性聚合物的切粒時(shí)水流過(guò)口模模面的方式是一大優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)有些聚合物如尼龍和某些品牌的聚酯這一特點(diǎn)可能引起口模凍結(jié)。其他優(yōu)點(diǎn)有：因?yàn)樵谌廴跔顟B(tài)下切粒，而水又起著聲障作用，噪聲散發(fā)較低;與冷切系統(tǒng)比較起來(lái)更換切粒刀的次數(shù)較少。
離心力造粒機(jī)
離心力造粒機(jī)由于口模只使用或只需要zui低程度的熱量，而不是熱模面切粒機(jī)，又由于是對(duì)熔融態(tài)的聚合物切粒，也不是冷切系統(tǒng)，而是自成一類。這類造粒機(jī)的特點(diǎn)是采用圓柱形口模，擠出孔沿其圓周分布。熔融的聚合物在常壓下喂入。由轉(zhuǎn)子上熔體的深度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和聚合物的相對(duì)密度等形成擠出壓力。隨著圓柱形口模隨其心軸以高速旋轉(zhuǎn)，離心力作用使熔融的聚合物均勻地流至口模上的各個(gè)孔口。當(dāng)聚合物從擠出孔流出后，旋轉(zhuǎn)的口模將流出的條料地向切粒刀。切粒刀可以用固定式的，區(qū)常按“帶鋸”形式使它在兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)上十分緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣的慢轉(zhuǎn)有助于使切粒刀的磨損均勻并保持低溫。切下粒料后，粒料由于其本身動(dòng)量的作用，沿著一直線軌跡拋入一個(gè)倉(cāng)室內(nèi)噴水進(jìn)行冷卻，然后采用類似于其他熱模面造粒機(jī)所應(yīng)用的方法進(jìn)行干燥。
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