树脂干燥知识中心——基础2:树脂干燥4个基础名词
正确干燥塑料树脂可确保塑料产品具有最佳的美观度和性能特征。使用本信息作为指南,了解塑料材料除湿的基础知识。
塑料树脂除湿可用于最大程度地减少或消除塑料材料在加工过程中因水分过多或过少而引起的问题。尽管大多数加工商都承认需要预先干燥树脂,尤其是吸湿性强的树脂,但许多人并不了解树脂干燥的基本知识,甚至不了解树脂干燥的词汇。
水分对模塑或挤压部件质量的影响程度取决于所加工的特定塑料树脂和部件的预期用途。无论如何,原材料干燥不当或不完全很可能会造成问题,无论是在加工过程中还是在产品使用过程中,或者更糟的是——两者兼而有之。
关于干燥的4个基本名词参数
1. 热量
热量是干燥的驱动力。如果不加热颗粒,它就不会释放水分。吸湿性聚合物对水具有很强的吸引力,水分子与聚合物链紧密结合。热量使分子更剧烈地移动,削弱了将水分子与聚合物链结合在一起的力。超过一定温度,将水分子与聚合物链结合在一起的力就会减小,从而使分子可以自由移动,从而有助于干燥过程。非吸湿性树脂不会将水分吸附到颗粒内部,但是,水分会聚集在颗粒表面。当发生这种情况时,加热就成为去除表面水分的重要部分。
2. 露点
露点是空气中的水分开始凝结的温度。颗粒周围的干燥空气的低蒸气压(露点)导致释放的水分分子迁移到颗粒表面。
3.干燥时间
塑料颗粒不会瞬间干燥。必须先加热以使水分子自由移动。然后,必须有足够的时间让水分子扩散到吸湿性颗粒的表面,或让表面水分从非吸湿性材料的表面蒸发。
4. 气流
气流将热量或干燥的热空气输送到干燥料斗中的材料。对于非吸湿性材料,必须将热空气吹过颗粒上方和周围,以去除表面水分。对于吸湿性材料,必须将低露点热空气吹过材料上方,使水分分子脱离聚合物链并移动到颗粒表面,然后气流将水分带走。干燥空气的量必须足以在干燥料斗内形成并保持所需的温度曲线。如果需要四小时的干燥时间,则必须在干燥料斗内保持四小时的干燥温度。如果气流减少,温度曲线也会降低。
最大限度地提高树脂干燥系统的能源效率
一些烘干机制造商宣称其节能,而其他一些制造商由于没有测试设施也没有合格的人员进行测试,则试图让加工商相信烘干机的节能不值得一提。
对比一下旧款和新款烘干机的能源成本, 你很快就会发现事实并非如此。平均电费呈上升趋势,因此提前计划减少能源支出是明智之举。烘干机越大,节省的能源越多,投资回报率也越高。
任何干燥系统的性能都基于使用最小热量将温度升高到适当的干燥温度,同时保持注塑机或挤出机喉口处的材料温度恒定。此外,再生系统应尽量减少用于加热干燥剂材料的能量,同时将大部分能量用于去除干燥过程中获得的水分。
减少工艺热损失
您必须谨慎对待烘干机制造商如何声称节能。温度回退或第二设定点有时被当作节能功能出售,但事实并非如此。大多数都依赖于“温度回退”——这是什么意思?
温度回退会降低干燥机中的工艺温度,从而降低进入加工设备的树脂温度。结果是加工机器必须通过增加剪切和带式加热器的热量来弥补树脂中较低的热量。加工机器最终会使用更多能源来克服干燥机的缺点,导致没有节省能源,并导致最终产品或产品一致性较差。
通过使用 VFD(变频驱动器)控制工艺鼓风机速度,也可以减少工艺热损失以增加节能效果。如果将气流速率和温度升高降至最低,则工艺加热能量可以低至加热树脂所需的最低水平。这样做的目的是尽量减少所需的空气,以便将最少的能量用于工艺加热。树脂的温度仍然会升高到适合工艺机器的温度,但所有能量仍留在干燥料斗中,并且只有最少量的热量或能量返回到干燥机。
为了有效地实现这一点,应不断测量树脂的温度和离开干燥料斗的温度,并调节空气流速,使回风温度(从干燥料斗返回干燥机的温度)仅略高于进入干燥料斗的树脂温度。该过程通过用变频驱动器 (VFD) 改变鼓风机的速度来控制,从而改变鼓风机的速度,从而改变空气的流速。通过最小化空气流速,同时保持树脂的温度,工艺热量保持在尽可能低的水平。这使得所需的功率能够适应材料速率、树脂湿度和树脂温度的任何变化。
电力成本呈上升趋势,因此提前规划以减少能源支出是明智之举。烘干机越大,节省的能源越多,投资回报率也越高。
减少干燥剂再生过程中的热量损失
再生可占总用电量的 35%。为了最大限度地节省能源,干燥剂再生所用的电量必须尽可能少。再生包括将干燥剂加热到一定温度,在此温度下干燥剂会释放树脂干燥过程中获得的水分。这涉及将干燥剂的温度升高到干燥剂中保留的水分消散的程度。
该系统有两个部分 - 每个部分都有特定的任务。我们将使用干燥剂轮干燥机作为模型来演示这一点:
首先,将干燥剂轮的速度 (RPM) 降至最低,从而减少每分钟需要加热的干燥剂介质的磅数。这一点很重要,因为干燥剂介质的加热会偏离蒸发水分的主要目标,并且热量会流失而无法实现除水的主要目标。轮速由变频驱动器 (VFD) 控制,不超过吸收回风中水分所需的速度。通过控制轮速,干燥剂介质可以达到最大负荷,同时保持低于 - 40°F/C 的恒定露点。
第二部分是使用再生鼓风机上的 VFD 完成的。VFD 将气流最小化到水从分子筛中解吸的程度,但在再生过程中,只有极少量的热量离开轮子。当环境空气被加热并通过轮子时,排放温度受到持续监控,VFD 会调整气流,确保使用最小的气流去除干燥过程中获得的所有水分,但不使用过量空气。
从轮子顶部流出的空气温度刚好足以去除水分并将其带走,但温度保持恒定。这确保轮子将去除树脂中的所有水分,无论树脂水分水平如何,并且会随着季节变化或原生料/薄片比率变化导致的水分变化而自动调整。
再生回收能源利用率可占总用电量的 35%
干燥材料的一致性
适当、均匀的干燥有助于成型或挤压过程,并有助于防止缺陷。
可以通过以下方式优化和提高成型时间和挤出速率:
- 均匀干燥至一致的低湿度水平。
- 保持恒定的干燥温度。
- 保持您的干燥系统处于良好的工作状态。
- 利用提供最新、成熟干燥技术的干燥机,避免温度或露点峰值和其他不一致情况。
进一步的原料干燥知识交流探讨,请联系埃科思注塑科技有限公司研发中心
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