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1、Presenter:Kenneth Yao,Export ManagerInternational Trade DepartmentDate:July,2007,Guangzhou Huayan Precision Machinery Co.,Ltd.,广州华研PET培训资料,1,Presenter:Kenneth Yao,Export ManagerInternational Trade DepartmentDate:July,2007,Guangzhou Huayan Precision Machinery Co.,Ltd.,PET 原料干燥原理2.瓶级PET原料特性3.原料除湿干燥机,2
2、,PET 原料干燥,3,吸湿性和非吸湿性原料,塑胶原料都有表面吸湿或分子吸湿的能力，按此特性可分为：,-非吸湿性原料,-吸湿性原料,4,吸湿性和非吸湿性原料,非吸湿性原料此种原料会把水分收集在胶粒表面。为除掉表面水分，只要对原料吹热风就可以了。典型的非吸湿性原料有：,PVC,PE,PP,PS,POM 等均聚物,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,5,吸湿性和非吸湿性原料,吸湿性原料此原料颗粒内部也吸收水份后，水份可以进入内部。在使用吸湿性聚合物前，必须将原料干燥到含水量最低可以接受的水平。典型的吸湿性原料有：,PET,PEN,PBT,PETG,PC,PA,PMMA,
3、POM 等共聚物,SAN,PUR,PEM,PEEK,PPS,PPO,PI,EVOH 等.,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,H2O,6,为什么要除湿干燥?,原料颗粒内部水分的存在将会在加工过程中降低产品的机械，电学等方面的特性，并会影响成品的外观。因为在塑化是水分会打断原料的分子链。并且废品率会增加，产量会降低，带来更高的生产成本。,7,为什么要除湿干燥?,原料颗粒内部水份的存在，会导致成品的不良缺陷:,-可见的缺陷,-不可见的缺陷,8,为什么要除湿干燥?,可见的缺陷BUBBLES，气泡 FLASHES，拉丝 HAZINESS，白化 DIMENSIONAL DEF
4、ECTS，尺寸偏差 VOIDS，空心,9,为什么要除湿干燥?,不可见的缺陷降低机械性能(抗张强度,弹性,耐冲击性)降低电气性能(电容率，导电率)水解导致粘度（IV）降(in PET,PBT,PC,PA),10,为什么要除湿干燥?,原料除湿干燥聚合物干燥的过程就是把水分子从胶粒内部带到表面，然后通过吹风带走。,11,为什么要除湿干燥?,H2O,H2O,胶粒,干燥风,H2O,H2O,H2O,H2O,胶粒,干燥风,H2O,H2O,H2O,胶粒,干燥风,第一步:将水份带到胶粒表面,第二步:胶粒表面的水份转移到干燥风中,第三步:水分随热风排掉,12,除湿干燥情形:,影响原料除湿的因素,-干燥风的露点设定
5、;,-干燥风温度;,-干燥时间.,-干燥风流量;,-胶料颗粒的形状及大小;,-胶料颗粒的含水量;,-干燥后胶料的含水量;,13,为什么要除湿干燥?,H2O,H2O,胶粒,干燥风,第一步:将水份从胶料内部带到表面,-胶粒大小;,-干燥风温度;,-干燥时间.,-胶粒本身含水量;,14,除湿干燥情形:,干燥风温度,干燥风温度越高,干燥时间越短(原料内部水份散失速度加快)注意:过高的干燥温度会导致原料降解(IV 降)并会使原料软化,15,除湿干燥情形:,t1,t2,t3,0,0040,16,除湿干燥情形:,胶粒形状及大小,水份从胶粒内部分散到表面跟胶粒的形状及大小有很大的关系.胶粒越小,水份分散到表面
6、越快.干燥时间缩短.通常回收料颗粒较大,形状不规则.因此需要更长的干燥停留时间.,17,除湿干燥情形:,胶粒本身所含水份,本身所含水份越高,就需要更长的干燥时间以达到最终含水量.,18,除湿干燥情形:,Hi1Hi2,t1,t2,0,0040,19,为什么要除湿干燥?,H2O,H2O,H2O,胶粒,干燥风,第二不:胶粒表面的水份分散到干燥风中,-干燥风的露点,-胶粒的形状,20,除湿干燥情形:,干燥风的露点,越低的露点设定,水份从胶粒分散到干燥风中越快.,21,空气特性,空气饱和度空气有吸收水份的能力.空气的温度越高,则在达到饱和状态前吸收水份的量越高.一旦空气的温度固定,则最大的含水量也固定了
7、.参考一公斤空气在大气压下,饱和度随温度而变化(g水/kg 空气):,+85C546.95 g+50C85.66 g+20C14.66 g0C3.77 g-20C0.63 g-40C0.08 g,22,空气特性,露点:即水蒸汽开始凝结成水滴的温度.实际上决定了空气中水的含量.越低的露点,越低的空气中水份的含量.,23,除湿干燥情形:,对于吹瓶级PET原料的干燥,加工前颗粒的含水量应小于40 ppm.为达到此目标,干燥风的露点必须低于-50C.如果露点设定高,则干燥程度达不到.,空气露点 含水量 70 C 2,5 ppm 60 C 11 ppm 50 C 40 ppm 40 C 70 ppm 3
8、0 C 100 ppm 20 C 130 ppm,24,为什么要除湿干燥?,H2O,H2O,H2O,H2O,胶粒,干燥风,第三步:干燥风将水汽带走,-干燥风流量,-最终水份含量,25,除湿干燥情形:,干燥风流量,干燥风流量越大,干燥时间越短;它促使水份分散到胶粒表面,但也会提高能耗;对于瓶级 PET 的干燥,推荐的干燥风流量为:2.53.0 m3/hair/kg/hPET注意:胶粒对干燥风的传导性是限制因素limits on granules airborne,26,除湿干燥情形:,最终含水量,不同的聚合物以及对成品特性不同的要求,对最终含水量要求也不一样.对于不同的原料不同的最终含水量的要求
9、,也会影响干燥时间.最终含水量越低,干燥时间越长.,27,除湿干燥情形:,干燥时间,一旦原料确定,且干燥温度及最终含水量也确定,那么干燥效果将依据干燥风露点,干燥风量及干燥时间.,28,除湿干燥情形:,29,除湿干燥情形:,聚合物能够再次从环境中吸收水份;干燥过的热的胶粒能够非常快的从环境空气中吸收水份;干燥过的粒料应直接进入机器以避免再吸收水份.,30,瓶级PET原料,31,原料特性,原料描述,胶料形状为圆柱型,平行六面体或立方体,堆积密度为0.80-0.85公斤/升.最大结晶状态时密度为1.4克/立方厘米;1.4 g/cm3.PET为半结晶材料;融化状态时温度大概为250C.加工温度为26
10、0C 到 290C;PET为高吸湿性材料,在加工前需注意存放,并需要有效干燥.注塑过程中乙醛(AA)的产生使得注塑工艺非常敏感.,32,原料特性,粘度(IV),是表征平均分子量长度的方法;此属性和很多的物理数据及加工条件有关系;在注塑过程中保持加工工艺的一致性非常重要,以保持原料粘度的稳定.,33,原料特性,乙醛(AA),在温度高于21C时,乙醛气体有典型的水果味.它是原料在聚合时产生的.同时也产生于注塑过程中即使乙醛浓度较低,也会影响饮料的口味;因此控制乙醛最少的产生很重要.,34,原料特性,PET 数据,描述,熔融粘度 295C,Pas,656,粘度,equivalent value by
11、 ICI method,dl/g,0.82,密度,堆积密度,kg/dm,3,0.84,无定形PET,kg/dm,3,1.33,结晶形PET,kg/dm,3,1.40,残留乙醛,ppm,1,结晶度,measured by density,%,48,颗粒尺寸/形状,mm,(4.5 x 2.7)x 1.7,nominal oval lace,含水量,as packed,ppm,2000,熔点(峰值),C,253,颜色 ICI Digital Colour Meter Units,5,CIE b*value,2.5,典型注塑温度,C,275-285,以上由原料供应商提供,35,原料干燥特性,-水解,-
12、热降解,原料降解,36,原料干燥特性,水解,PET原料在存放过程中会从空气中吸收水份直到饱和程度.吸收的水份可达到本身重量的6%;在注塑过程中,水份的含量必须要少于 0.004%(40 ppm).,37,原料干燥特性,水解,原料里的水份,即使含量较低也会导致一系列的反应:在熔融温度高于250C时,原料中的水汽会迅速水解聚合物(即打断化学聚合).这样会导致分子量减少,并导致粘度(IV)和其他物理性能降低.,38,原料干燥特性,水解,粘度(IV)降和含水量有很大关系:在熔胶中,每15/20 ppm 的含水量,会导致0.01 dl/g的粘度降.粘度降超过 0.03 dl/g 会导致严重的产品缺陷.,
13、39,原料干燥特性,水解,干燥控制:粘度降不能大于 0.02-0.03 dl/g,粘度下降得越大,瓶子的机械性能损失得越大.特别是瓶子的顶压和抗冲击性能(跌落实验),40,原料干燥特性,热降解,将PET原料加热到超过180 C并保持超过12小时,原料就开始自然地降解.高温将导致分子链的断裂,产生其他不需要的副产品如乙醛,并因此会导致物理性能的降低.,在此过程中,如果空气中氧气的出现,将会产生热氧化降解,并导致其他不期望的副产品出现,瓶胚颜色会发黄.,41,除湿干燥机,42,除湿干燥机,43,DR40-H50,DR80-H100,DR100-H150,除湿干燥机,DR104-H800,44,介绍
14、,在选择干燥系统前,知晓以下信息非常重要:,*原料种类:知道原料种类才会自然知道如下参数:堆积密度(kg/dm3)干燥温度(C)干燥时间(小时)最终含水量(ppm or%in weight)干燥风流量(m3/h per kg/h),*塑化量(公斤/小时),*安装要求,*回收料的比例,45,料斗容量,料斗,当上述参数确定后,首先需要选择的是料斗容量.MT:塑化量,kg/h;RT:原料干燥时间,小时;BD:堆积密度,公斤/升;V:容量,升.料都的容量按以下公式计算:,46,干燥风流量,干燥机,接下来就是选择干燥机的型号,需要考虑干燥风流量,干燥温度,露点和需要干燥的原料类型.,对于PET瓶胚系统,
15、选择干燥机时需考虑干燥风流量,通常参考:每公斤PET每小时需要2.5-3.0 立方米/小时的风量.,47,双分子筛干燥机,48,干燥流程图,49,Heat Recovery,Heater,60 C,85 C,185 C,干燥过程中的能量节约,60 C,50,干燥过程中的能量节约,51,干燥过程中的能量节约,52,假设:0.075 欧元/度电,1050 公斤/小时,8000 小时/年,能耗比较,冷却系统的成本节约,14度电每小时-8.400,00,干燥过程中的能量节约,53,干燥风露点设定原则,干燥风露点的设定将和PET原料最后水份残留有严格的关系:60 C 11 ppm 50 C 40 ppm
16、 40 C 70 ppm 20 C 130 ppm,在高温下,水份残留会导致:促使分子链断裂 IV DROP,粘度降低 塑化时的润滑剂(LUBRICANT FOR EASIER PLASTIFICATION)AA REDUCTION,乙醛含量降低因此:,-对于碳酸瓶要求低的粘度降 低的露点(-60C),-对于水瓶要求低的AA 值 高的露点(-20C),54,流程图,干燥风露点设定,H20 NOZZLE,M,1,2,55,干燥风露点设定,56,Variable Dew-Point Valve,PROCESS AIR VARIABLE DEW-POINT,Dew Point Proportiona
17、l Valve,57,干燥风露点设定原则,58,Attention:The foregoing material is from Plastic Systems by courtesy,and was translated by Kenneth Yao,Sales Department of Huayan Precision Machinery Company.The material is for Huayan internal use only and will not be allowed to distribute to any third parties.Date:25th July,2007以上资料仅供华研公司内部传阅.,59,
