Расширенное руководство по полимерам. Высушивание пластиков. Часть 1

С минимальными количествами во многих пластмассах, механические, физические, электрические, эстетические и другие свойства могут быть затронуты или же могут не иметь никакого значения. Для справки: в прошлом, по оценкам специалистов, до 80% производственных проблем были связаны с неадекватной сушкой всех видов пластмасс. Теперь эти проблемы могут наблюдаться в 40% случаев от общего количества. Существуют гигроскопичные (такие как ПЭТ, нейлон, АБС) и негигроскопичные пластики. Гигроскопичные типы поглощают влагу, которая затем должна быть тщательно удалена, прежде чем пластмассы могут быть переработаны в приемлемые продукты. Низкие концентрации, как определено поставщиком пластика, могут быть достигнуты с помощью эффективных систем сушки и надлежащего обращения с высушенным пластиком до и во время формования, экструзии и т. д. При желании переработчик может надлежащим образом высушить эти гигроскопичные пластмассы и отправить их в герметичные контейнеры. Лотковые сушилки или сушилки с механической конвекцией, подходящие для негигроскопичных пластиков, не способны удалять воду до степени, необходимой для правильной обработки гигроскопических типов или их соединений, особенно в периоды высокой влажности.

Операция сушки для негигроскопичных пластиков отличается. Они собирают влагу только на поверхности. Высыхание этой поверхностной влаги может быть достигнуто простым пропуском теплого воздуха над материалом. Влага оставляет пластик под действием теплого воздуха, что приводит к высыханию негигроскопичных пластиков. Существуют определенные виды пластмасс, которые в сочетании с определенными добавками, такими как цветовые модификаторы (красители), могут вызывать разрушительные последствия. Дневные и ночные изменения температуры являются примером того, как загрязнение влагой может стать источником проблем, если их не устранить должным образом, когда пластиковые материалы подвергаются воздействию воздуха; в противном случае будет возникать накопительный эффект. Критическое содержание влаги (среднее содержание влаги в материале в конце периода сушки с постоянной скоростью) зависит от свойств материала, постоянной скорости сушки и размера частиц. Хотя иногда можно выбрать подходящий метод сушки, просто оценивая такие переменные, как влажность и температура, при удалении несвязанной влаги.

Многие процессы сушки пластика включают удаление связанной влаги, удерживаемой в капиллярах среди мелких частиц, или влаги, фактически растворенной в пластмассе. Знание внутренних механизмов массообмена жидкости и пара также применимо и может помочь для того, чтобы обеспечить приемлемое содержание влаги в готовом материале. Измерение скорости сушки в условиях контроля наилучшим образом определяет эти механизмы. Изменение метода обработки материала или любой рабочей переменной, такой как скорость нагрева, может повлиять на массообмен. Во время процесса сушки при температуре окружающей среды и относительной влажности 50% давление паров воды снаружи пластика выше, чем внутри. Влага мигрирует в пластик, увеличивая его влагосодержание до тех пор, пока внутри пластика не будет достигнуто состояние равновесия. Но условия внутри сушильного бункера с контролируемой средой сильно отличаются. При температуре точки росы (+170 по Цельсию) и при -40 по Цельсию давление водяного пара в пластике намного выше, чем давление водяного пара в окружающей среде. В результате влага мигрирует из пластика в окружающий воздушный поток, где она уносится в область осушителя сушильной машины. В следующей главе продолжим рассмотрение вопросов, связанных с сушкой пластиков.