Сушка полимеров

Повышенная влажность полимерного материала приводит к деформациям и производственному браку. Ее уровень зависит от размера гранул, окружающей среды и времени пребывания во влажной среде. Сушка полимеров, выполняемая перед переработкой, направлена на удаление избыточной влаги с поверхности и внутри гранул без разрушения их структуры. Современные технологии позволяют контролировать степень нагревания и добиться нужных параметров сырья, чтобы получить изделия высокого качества.

Типы полимеров

В контексте сушки, полимерные материалы делятся на два типа: гигроскопичные и негигроскопичные. Этот параметр определяет технологию удаления влаги и оптимальный режим работы установок.

Гигроскопичные

Этот вид сырья отличается следующими свойствами:

• Высокие адсорбирующие свойства, т.е. притягивает воду;
• Поглощают влагу, поступающую из окружающей среды;
• Невозможность полностью высвободить лишнюю влагу исключительно с помощью горячего воздуха.

Данные гранулы поглощают окружающий водяной пар. Если его давление в гранулы становится равным давлению вокруг материала, мы имеем дело с равновесием влажности.

В момент, когда вокруг влажной гранулы окружающая среда представляет собой сухой горячий воздух, давление пара в грануле выше, чем вокруг нее. В результате вода внутри материала перемещается в наружную зону низкого давления. По такому принципу выполняется сушка гигроскопичных полимеров.

Категории гигроскопичных полимеров принадлежат: ПЭТ, АБС-пластик, полиуретан, нейлон.

Негигроскопичные

Материалы этого типа не притягивают влагу, вся вода скапливается на поверхности и удаляется под воздушным потоком на стадии производства изделий. Поэтому гранулы не требуют сушки во время переработки. Процедура проводится только при нарушении герметичности упаковки или образовании конденсата при перемещении материала из холодной среды в теплую.

Наиболее востребованными представителями группы являются: ПВХ, полипропилен и полиэтилен.

Параметры сушки

Качество сушки во многом зависит от того, насколько будут учтены все характеристики. Далее подробнее расскажем об основных параметрах.

Теплота

Если достаточно не нагреть сырье, вода не испарится, как бы банально это не звучало.

Гигроскопичные пластмассы сильно притягивают воду, молекулы которой связываются с полимерными цепями. Под действием тепла, эти молекулы тратят много энергии на движение, истощая ресурсы, необходимые на связывание с полимерными цепочками. В результате снижается связывающая сила, а молекулы начинают свободно перемещаться. Это приводит к сушке материала.

Негигроскопичные полимеры не поглощают воду внутри гранул, но она может оседать на поверхности. Для удаления влаги потребуется воздействие теплом.

Воздушный поток

С его помощью, в сушильном бункере к полимерам поступает тепло или нагретый воздух. При обработке негигроскопичных гранул, воздух направляется непосредственно на материал и вокруг него. Если происходит сушка полимеров гигроскопичного типа, подается теплый воздушный поток с низкой точкой росы. Это позволяет молекулам воды высвобождаться из цепочек и мигрировать на поверхность материала, откуда влага уходит под воздушным потоком.

Точка росы

Важный параметр для сушки гигроскопичных материалов, учитываемый в большинстве методов. Под этим термином понимается температура, при которой вода преобразуется в конденсат.

Под низким давлением паров, создаваемым сухим воздухом вокруг гранул, высвободившиеся молекулы воды перемещаются на поверхность материала.

Время высыхания

Пластмасса не может высохнуть моментально. На нее нужно подать тепло, чтобы добиться высвобождения молекул воды. Затем им понадобится некоторое время, чтобы мигрировать  на поверхность гигроскопичных гранул. Если сырье негигроскопичное, много времени уходит на испарение поверхностной влаги.

Оборудование для сушки полимерных материалов

Большинство методов сушки полимеров основано на испарении лишней влаги и растворителей путем подачи теплоты. При выборе способа обработки учитывается уровень влажности и объем материала.

Конвекционные сушилки

Процесс сушения происходит при подаче горячего воздуха. Нагревательными элементами могут выступать ТЭНы либо нихромовые спирали. Большой воздушный поток через бункер обеспечивает мощный вентилятор.

Сушильные шкафы

Простая и недорогая установка для сушки небольшого количества гранул. Оборудование позволяет удешевить производство за счет минимальных затрат на сушку.

Камерные сушилки

Для удаления влаги может использоваться высокотехнологичное оборудование или промышленная печь. Плюс метода в простоте и равномерном распределении всей массы на посудине, что позволяет испарить всю поверхностную влагу. Оптимальный вариант для обработки однотипных материалов.

Бункерные сушилки

Эти машины востребованы в сушке негигроскопичных масс. Применяются в том случае, если вода по различным причинам попала в структуру материала.

Адсорбционные технологии

Принцип действия системы основан на взаимодействии с сухим воздухом. При контакте с ним, избыточная влага скапливается и поступает в резервуар с адсорбентом.

Циклонные агрегаты

Оборудование полностью избавляет гранулы от растворителей и воды за счет длительного пребывания материала в сушке. Обычно каскад применяют после мойки сырья. Несмотря на компактные размеры, аппарат является очень эффективным.

Пресс-отжим

Сушка полимеров с помощью этой технологии включает в себя прессование и отжим. В результате частицы не только избавляются от влаги, но и уменьшаются в объеме. Полученную массу называют капсулят. Оборудование является незаменимым при сильной влажности исходного сырья.