2022-02-16 585 蘇州和塑美
可降解塑料作為當(dāng)前關(guān)注度較高的一類聚合物,在產(chǎn)品應(yīng)用、生產(chǎn)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(yīng)用需要的時(shí)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(chǎn)品的諸如結(jié)晶度、雜質(zhì)含量、水分含量、粉塵含量品質(zhì)指標(biāo)的控制,并且要求這些指標(biāo)要盡可能達(dá)到均一。
結(jié)晶與干燥
聚合物降解材料如PGA、PLA、PBAT等,都是高結(jié)晶和部分結(jié)晶型聚合物。這些塑料在經(jīng)歷了從熔體狀態(tài)冷卻切粒的短暫過程后并沒有結(jié)晶完成,還需要在成品工段設(shè)計(jì)專門的結(jié)晶過程完成結(jié)晶。
不同類型的降解材料其結(jié)晶溫度和結(jié)晶時(shí)間是不相同的,預(yù)結(jié)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(jìn)而達(dá)到更好的干燥效果。
此外,切粒工藝的脫水效果對結(jié)晶過程能耗和時(shí)間會(huì)有很大影響,濕切片的水分含量越高,預(yù)結(jié)晶過程所需要的能量輸入更多,過程停留時(shí)間也就更長。
預(yù)結(jié)晶后的切片輸送至干燥塔進(jìn)行干燥處理,干燥溫度的選擇受制于樹脂的軟化點(diǎn)溫度,由于干燥過程水分和殘留單體、溶劑揮發(fā)物等從切片內(nèi)部遷移至表面需要一定的傳質(zhì)時(shí)間并受動(dòng)力學(xué)因素影響。干燥溫度越高、干燥介質(zhì)水分含量越低干燥速度越快、所需干燥時(shí)間越短。不同降解材料所需的干燥時(shí)間通常需要3~24h,根據(jù)采取不同干燥工藝、干燥介質(zhì)條件以及干燥效果要求干燥時(shí)間也不同。
切片在干燥塔內(nèi)完成干燥后需要采用低露點(diǎn)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(shí)際上也伴隨非等溫結(jié)晶過程。過快、過急的冷卻過程不利于結(jié)晶,切片也可能沒有冷卻完全。切片冷卻的同時(shí)冷卻介質(zhì)溫度上升,從冷卻倉出來的空氣回收了切片冷卻時(shí)釋放的熱量,將這部分熱空氣回收用于前段干燥或預(yù)結(jié)晶作為全部或部分加熱源(視具體的加熱負(fù)荷而定),可以使得整個(gè)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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