2022-02-16 515 蘇州和塑美
可降解塑料作為當前關注度較高的一類聚合物,在產品應用、生產工藝、配方研究上尚處于起步階段。
聚合物的性能主要取決于其相對分子量的大小,通常分子量越大性能越好,而聚合物的分子量主要由聚合工藝及條件決定。
然而,在面對不同場合應用需要的時候,對材料的要求又不僅僅局限于分子量的大小,還需要考慮產品的諸如結晶度、雜質含量、水分含量、粉塵含量品質指標的控制,并且要求這些指標要盡可能達到均一。
結晶與干燥
聚合物降解材料如PGA、PLA、PBAT等,都是高結晶和部分結晶型聚合物。這些塑料在經歷了從熔體狀態冷卻切粒的短暫過程后并沒有結晶完成,還需要在成品工段設計專門的結晶過程完成結晶。
不同類型的降解材料其結晶溫度和結晶時間是不相同的,預結晶過程可以提高聚合物的軟化溫度,使材料在干燥過程中可以使用更高的干燥溫度,進而達到更好的干燥效果。
此外,切粒工藝的脫水效果對結晶過程能耗和時間會有很大影響,濕切片的水分含量越高,預結晶過程所需要的能量輸入更多,過程停留時間也就更長。
預結晶后的切片輸送至干燥塔進行干燥處理,干燥溫度的選擇受制于樹脂的軟化點溫度,由于干燥過程水分和殘留單體、溶劑揮發物等從切片內部遷移至表面需要一定的傳質時間并受動力學因素影響。干燥溫度越高、干燥介質水分含量越低干燥速度越快、所需干燥時間越短。不同降解材料所需的干燥時間通常需要3~24h,根據采取不同干燥工藝、干燥介質條件以及干燥效果要求干燥時間也不同。
切片在干燥塔內完成干燥后需要采用低露點空氣冷卻切片至可以適用于包裝的溫度(通常60℃以下)。干切片冷卻過程實際上也伴隨非等溫結晶過程。過快、過急的冷卻過程不利于結晶,切片也可能沒有冷卻完全。切片冷卻的同時冷卻介質溫度上升,從冷卻倉出來的空氣回收了切片冷卻時釋放的熱量,將這部分熱空氣回收用于前段干燥或預結晶作為全部或部分加熱源(視具體的加熱負荷而定),可以使得整個干燥冷卻過程熱量得到回收利用,該過程能耗將得到顯著降低。
素材來源:生物降解材料研究院
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