大多數聚合物在制成最終產(chǎn)品之前,必須配合混煉,然后造粒,成為可銷(xiāo)售的原料。有許多不同的造粒器設計,但一切造粒器可以分為兩大類(lèi):冷切粒系統和模面熱切粒系統。二者的主要區別在于切粒過(guò)程時(shí)間的安排。冷切粒系統,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中,當熔融狀態(tài)聚合物從口模出現時(shí)即進(jìn)行切粒,而在下游對粒料進(jìn)行冷卻。兩種切粒系統各有其優(yōu)缺點(diǎn)。 冷切粒系統
冷切粒系統包括口模、冷卻區(風(fēng)冷或水冷)、干燥區(如果采用水冷)和切粒室。冷切粒系統有兩大類(lèi),即片料造粒機和條料造粒機。
片料造粒機熔融的聚合物從混煉設備流經(jīng)一個(gè)帶式口模或輥煉機壓延成一定厚度的聚合物片料。片料在運輸過(guò)程中通過(guò)一段距離凝固并冷卻,然后在一個(gè)倉室中用切粒刀切成圓形或方形粒料。
片料造粒是制造粒料最老的方法,可用于從尼龍到聚氯乙烯各種不同聚合物。重量大.精確度相當好,造粒能力可達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。對有些聚合物可以見(jiàn)到某些“粒鏈”現象。
條料造粒機的使用歷史幾乎與片粒造粒機同樣悠久。包括口模、冷卻段(水浴或鼓風(fēng)機)、干燥段(如果采用水冷)和切粒刀。用擠出機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(現代化的口模經(jīng)過(guò)精密機械加工,均勻加熱,以產(chǎn)出質(zhì)量穩定的條料)。條料從口型排出后,即用鼓風(fēng)機或空氣/真空設施進(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,用強制通風(fēng)吹除水分,然后將條料送至切粒室。利用一對固定刀和旋轉刀的剪切作用,把條料精確地切成所需長(cháng)度。粒料的直徑為 3.175 mm,長(cháng)3.175mm,棱角清晰。
傳統的拉制條料方法是拉伸條料通過(guò)冷卻段(最常用的是水浴),有時(shí)造成條料跌落或尺寸不一致。這最常見(jiàn)于熔融態(tài)強度較差的聚合物,如聚丙烯、聚酯和尼龍等。當條料跌落時(shí),材料即報廢,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)需操作工密切監視,其辦法是采用電動(dòng)機驅動(dòng)的有槽進(jìn)料輸送機,在從口模到切粒機處支承和分割條料。這種被旋力輸送的條料尺寸比較均勻,不會(huì )跌落因而報廢較少。這類(lèi)方法有些可使其生產(chǎn)能力達6803.89 kg/h,而比較起來(lái)拉伸成條方法只有約 1814.37 kg/h,因為操作工只能看管有限數目的條料,條料生產(chǎn)線(xiàn)成本不高,操作簡(jiǎn)便,且清洗便捷。這對色料配混來(lái)說(shuō)有其優(yōu)點(diǎn),因為兩批不同色料的更換必須徹底清洗設備。但是,造條方法的缺點(diǎn)是冷卻段需占用空間,其長(cháng)度按聚合物的溫度要求來(lái)確定。
模面熱切系統
模面熱切系統有三種基本型式,即氣流造粒機,噴水(水環(huán))造粒機和水下造粒機。雖然這類(lèi)系統可以有不同設計,但典型的系統包括口模、切料室、電動(dòng)旋轉葉刀、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。口模結構材料有不同的材質(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;切粒刀對著(zhù)旋轉的模面必須堅韌光滑——這些是制造均勻的粒料所必需的。
當熔融的聚合物被擠出口模時(shí),以很高轉速旋轉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。有些系統中切粒刀有彈簧施加載荷自動(dòng)調整切粒刀、口模間的間距;而有些系統必須用手工調節切粒刀至口模的間距。由于切料刀壽命取決于刀一模對中精度、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。 |