Грануляторы для полимеров: характеристики, типы грануляции, размеры гранул и материалы изготовления

Таблицы

1. Назначение и принцип работы грануляторов для полимеров

Грануляторы для полимеров представляют собой специализированное оборудование, предназначенное для переработки полимерных материалов в гранулированное сырье. Процесс грануляции является завершающим этапом в технологической цепочке переработки пластмасс и позволяет получить однородный материал с заданными характеристиками.

Грануляция необходима для улучшения технологических свойств полимеров. Гранулированные материалы обладают большей насыпной плотностью, минимальным слипанием, отличной сыпучестью и стабильностью характеристик на протяжении всего периода хранения. Гранулы удобны для транспортировки, дозирования и последующей переработки методами литья под давлением или экструзии.

Принцип работы гранулятора

Технологический процесс грануляции основан на методе экструзии и включает следующие основные стадии:

Подача исходного сырья происходит через загрузочный бункер в экструдер. Материал может находиться в виде дробленки, агломерата или пленки. В экструдере установлен шнек, который продвигает полимер вдоль нагреваемого цилиндра. За счет вращения шнека и нагрева материал постепенно расплавляется, переходя из твердого состояния в вязкотекучее.

Расплавленный полимер под давлением продавливается через фильеру с отверстиями определенного диаметра. На этом этапе происходит очистка материала от загрязнений благодаря установленным фильтрам. Далее полимер принимает форму нитей или непосредственно гранул в зависимости от типа оборудования.

Охлаждение является критически важным этапом. Полимерные жгуты или гранулы охлаждаются до температуры окружающей среды с использованием воздушных или водяных систем. Резка осуществляется специальными ножами, которые нарезают материал на гранулы заданной длины. Готовые гранулы направляются в приемный бункер или упаковываются для дальнейшего использования.

2. Классификация грануляторов по типу грануляции

Грануляторы классифицируются по нескольким признакам, основным из которых является метод резки и охлаждения. Каждый тип имеет свои особенности применения и подходит для определенных видов полимерных материалов.

Стренговые грануляторы

Стренговые грануляторы являются наиболее распространенным типом оборудования для переработки полимеров. В данной системе расплавленный полимер продавливается через фильеру с множеством отверстий, образуя тонкие жгуты, называемые стренгами. Эти жгуты проходят через охлаждающую ванну с водой, где затвердевают, после чего подаются в стренгорезку.

Стренгорезка представляет собой устройство с вращающимися ножами, которые разрезают охлажденные жгуты на гранулы заданной длины. Длина гранул регулируется изменением скорости подачи стренг или скорости вращения ножей. Система обеспечивает получение гранул от 1 до 6 мм независимо от скорости подачи материала.

Преимущества стренговых грануляторов заключаются в простоте конструкции, надежности и универсальности применения. Они эффективно работают с различными типами полимеров, включая полиэтилен, полипропилен и полистирол. Недостатком является необходимость достаточного пространства для размещения охлаждающей ванны, длина которой может достигать 3-4 метров.

Грануляторы с горячей воздушной резкой

В грануляторах с воздушным охлаждением резка осуществляется непосредственно на выходе из фильеры. Вращающиеся ножи разрезают расплавленный полимер, а образующиеся гранулы захватываются потоком воздуха от вентилятора. Воздушный поток одновременно выполняет функции охлаждения и транспортировки гранул в приемный бункер.

Такая система отличается компактностью и не требует использования воды, что упрощает обслуживание оборудования. Производительность грануляторов с воздушным охлаждением обычно составляет до 100 кг/час, что делает их подходящими для малых и средних предприятий. Для повышения эффективности охлаждения воздушный поток может предварительно проходить через теплообменник.

Недостатком воздушного охлаждения является более медленное остывание гранул по сравнению с водяным охлаждением. При переработке термочувствительных материалов это может приводить к снижению качества продукции.

Грануляторы с водокольцевой резкой

Водокольцевые грануляторы представляют собой современное высокопроизводительное оборудование. В данной системе резка полимера производится горячим способом непосредственно на фильере с одновременной подачей воды. Вода подается под давлением через патрубки, расположенные по касательной к фильере, и движется по спирали, образуя водяное кольцо.

Нарезанные гранулы захватываются водяным потоком и транспортируются в центрифугу для отжима. После удаления избыточной влаги гранулы проходят через сушильную камеру и направляются в приемный бункер. Система обеспечивает быстрое и равномерное охлаждение, что особенно важно при переработке пленочных отходов и загрязненного сырья.

Производительность водокольцевых грануляторов начинается от 100 кг/час и может достигать 2000 кг/час для промышленных установок. Такие грануляторы эффективны при работе с пленкой, которая имеет плохую сыпучесть и склонна к зависанию в бункере.

Грануляторы с подводной резкой

Подводная резка используется для получения гранул сферической формы высокого качества. Резка осуществляется непосредственно в водной среде, что обеспечивает моментальное охлаждение и формирование округлых гранул. Такая технология применяется преимущественно для переработки полиамида, поликарбоната, полиэтилентерефталата и производства композитных материалов.

Подводная грануляция требует специального оборудования и обеспечивает получение продукции высшего качества.

3. Производительность и технические характеристики

Производительность грануляторов является ключевым параметром при выборе оборудования и зависит от конструктивных особенностей, типа экструдера и перерабатываемого материала. Современные грануляторы обеспечивают широкий диапазон производительности для различных масштабов производства.

Классификация по производительности

Лабораторные и малые грануляторы обладают производительностью от 15 до 100 кг/час. Такое оборудование используется в научно-исследовательских целях, для тестирования новых материалов или в небольших производствах. Диаметр шнека составляет 45-90 мм, потребляемая мощность не превышает 20 кВт.

Средние грануляторы демонстрируют производительность от 100 до 500 кг/час и являются оптимальным выбором для предприятий среднего масштаба. Диаметр шнека варьируется от 90 до 150 мм, мощность главного привода составляет 30-75 кВт. Такие установки способны перерабатывать различные типы полимерных отходов, включая пленку, дробленку и агломерат.

Промышленные грануляторы характеризуются производительностью от 500 до 2000 кг/час и применяются на крупных перерабатывающих предприятиях. Диаметр шнека достигает 200-250 мм, суммарная установленная мощность может составлять 200-350 кВт. Фактическое энергопотребление обычно на 30-40 процентов ниже установленной мощности.

Факторы, влияющие на производительность

Производительность гранулятора существенно зависит от типа перерабатываемого сырья. Дробленка обладает хорошей сыпучестью и обеспечивает стабильную работу оборудования. Агломерат имеет большую насыпную плотность и может перерабатываться с высокой производительностью. Пленка, особенно стретч-пленка, характеризуется плохой сыпучестью и может снижать производительность до 30-40 процентов по сравнению с дробленкой.

Степень загрязнения сырья влияет на частоту замены фильтров. При переработке сильно загрязненных материалов производительность падает, так как приходится чаще останавливать оборудование для очистки или замены фильтрующих сеток. Современные грануляторы оснащаются системами непрерывной фильтрации, которые позволяют поддерживать стабильную производительность.

Температурный режим экструзии должен быть оптимизирован для каждого типа полимера. Недостаточный нагрев приводит к неполному расплавлению и перегрузке двигателя шнека. Перегрев вызывает деструкцию полимера и снижение качества гранул. Скорость вращения шнека также влияет на производительность: при увеличении скорости растет выход продукции, но может ухудшаться качество гомогенизации.

Одношнековые и двухшнековые экструдеры

Одношнековые экструдеры являются стандартным решением для грануляторов. Они обеспечивают надежную работу при переработке чистых отходов и дробленки. Конструкция проста, обслуживание не требует высокой квалификации персонала. Производительность зависит от диаметра шнека и может достигать 500-800 кг/час для крупных моделей.

Двухшнековые экструдеры применяются для переработки сложных материалов, производства компаундов и при необходимости интенсивного смешивания. Два шнека вращаются в одном направлении или навстречу друг другу, обеспечивая лучшую гомогенизацию расплава. Такие системы эффективны при работе с пленкой, так как обеспечивают более эффективное сжатие и удаление воздуха.

Двухкаскадные грануляторы состоят из двух последовательно соединенных экструдеров. Первый каскад выполняет функции плавления и дегазации, второй обеспечивает дополнительную гомогенизацию и создание необходимого давления. Наличие двух зон дегазации позволяет удалять большее количество летучих веществ и влаги, что критично при переработке загрязненных и влажных отходов. Производительность двухкаскадных систем достигает 1500-2000 кг/час.

4. Системы охлаждения в грануляторах

Охлаждение является критически важным этапом в процессе грануляции, поскольку определяет качество конечной продукции. Скорость и равномерность охлаждения влияют на кристаллическую структуру полимера, механические свойства гранул и их склонность к слипанию. Существуют две основные системы охлаждения: воздушная и водяная.

Воздушное охлаждение

Воздушное охлаждение реализуется посредством обдува гранул или стренг потоком воздуха, создаваемым вентилятором. Воздух подается через специальные сопла или распределительные камеры. Длина зоны охлаждения для стренговых грануляторов составляет от 1,5 до 3 метров в зависимости от производительности и типа полимера.

Эффективность воздушного охлаждения определяется теплофизическими свойствами воздуха. Удельная теплоемкость воздуха составляет приблизительно 1 кДж на килограмм-градус, теплопроводность относительно низкая. Для интенсификации процесса применяется увеличение скорости воздушного потока и использование предварительно охлажденного воздуха.

Системы воздушного охлаждения могут дополняться теплообменниками типа вода-воздух. Воздух проходит через теплообменник, где охлаждается водой, после чего направляется на охлаждаемые гранулы. Это позволяет снизить температуру воздуха до 15-20 градусов и значительно повысить эффективность охлаждения.

Преимущества воздушного охлаждения включают простоту конструкции, отсутствие необходимости в системах водоподготовки и рециркуляции, минимальные эксплуатационные расходы. Гранулы после воздушного охлаждения не требуют дополнительной сушки и могут сразу направляться на упаковку.

Недостатки системы связаны с относительно низкой скоростью охлаждения. При высокой производительности или переработке термочувствительных полимеров воздушное охлаждение может быть недостаточно эффективным. Существует риск слипания стренг при их недостаточном охлаждении в начальной зоне.

Водяное охлаждение

Водяное охлаждение обеспечивает в четыре раза более высокую теплоемкость и в двадцать один раз более высокую теплопроводность по сравнению с воздухом. Вода эффективно отводит тепловую энергию от полимера, обеспечивая быстрое и равномерное охлаждение. Теплопроводность воды составляет около 0,6 Вт на метр-градус против 0,026 Вт на метр-градус у воздуха.

Охлаждающая ванна для стренговых грануляторов имеет длину 2-4 метра. Стренги погружаются в воду сразу после выхода из фильеры, что предотвращает их слипание. Температура воды поддерживается в диапазоне 15-25 градусов с помощью системы рециркуляции и охлаждения. Расход воды составляет от 1 до 5 кубических метров в час в зависимости от производительности.

В водокольцевых системах вода подается под давлением 3-5 бар и образует кольцевой поток вокруг фильеры. Давление воды обеспечивает эффективный захват и транспортировку гранул. После охлаждения смесь воды и гранул поступает в центрифугу для отжима. Центрифуга вращается со скоростью 1200-1500 оборотов в минуту, удаляя до 80-90 процентов влаги.

Преимущества водяного охлаждения заключаются в высокой скорости охлаждения, равномерности температурного поля и возможности работы с высокопроизводительным оборудованием. Быстрое охлаждение позволяет получать гранулы с однородной кристаллической структурой и стабильными свойствами. Снижается риск слипания и деформации гранул.

Недостатки системы связаны с необходимостью дополнительного оборудования: системы рециркуляции воды, охладительных установок, центрифуги и сушилки. Гранулы после центрифугирования содержат остаточную влагу и требуют досушки в сушильных камерах или пневмотранспортом.

Выбор системы охлаждения

Выбор между воздушным и водяным охлаждением определяется несколькими факторами. Производительность оборудования является основным критерием: при производительности до 100 кг/час воздушное охлаждение обычно достаточно эффективно, при производительности свыше 150-200 кг/час предпочтительно водяное охлаждение.

Тип перерабатываемого полимера влияет на выбор системы. Полиэтилен и полипропилен хорошо охлаждаются воздухом при небольших производительностях. Полистирол и термочувствительные материалы требуют быстрого охлаждения и лучше обрабатываются с использованием воды. Полиэтилентерефталат и полиамид практически всегда требуют водяного охлаждения из-за высокой температуры переработки.

Требования к качеству продукции также важны. Если необходима высокая стабильность размеров и свойств гранул, водяное охлаждение предпочтительнее. Для производства гранул среднего качества, используемых в изделиях без строгих требований, воздушное охлаждение вполне приемлемо.

5. Размеры гранул и требования стандартов

Размер гранул является важнейшим параметром качества продукции и регламентируется техническими условиями и стандартами. Правильно подобранный размер обеспечивает оптимальную сыпучесть, дозируемость и стабильность свойств при дальнейшей переработке полимеров.

Стандартные размеры гранул

Согласно требованиям технических условий, гранулы полиэтилена первого сорта должны иметь размеры в любом направлении от 2 до 5 мм. В пределах одной партии гранулы должны быть одинаковой геометрической формы и размера. Допускается наличие не более 0,25 процента гранул размером от 5 до 8 мм и не более 0,5 процента гранул размером от 1 до 2 мм.

Для вторичных полимеров требования несколько мягче. Размер гранул вторичного полиэтилена и полипропилена должен составлять от 2 до 6 мм. Массовая доля гранул с отклонениями по размерам и слипшихся не должна превышать в сумме 1 процент от массы партии. По согласованию с заказчиком допускается производство гранул размером до 10 мм.

Оптимальные размеры гранул для различных типов полимеров следующие. Полиэтилен высокого и низкого давления обычно выпускается в виде гранул диаметром 3-4 мм и длиной 3-5 мм. Полипропилен чаще производится с диаметром 2-3 мм и длиной 3-4 мм. Полиэтилентерефталат требует более строгого контроля размеров: диаметр 2-3 мм, длина 3-4 мм. Компаунды и наполненные композиции могут иметь больший диапазон размеров от 2 до 6 мм в зависимости от состава и применения.

Влияние размера гранул на свойства

Размер гранул существенно влияет на технологические свойства материала. Мелкие гранулы размером менее 2 мм обладают высокой удельной поверхностью, что может приводить к повышенной склонности к слипанию и накоплению статического электричества. При использовании в литьевых машинах мелкие гранулы обеспечивают более равномерное плавление, но могут создавать проблемы с дозированием из-за повышенной сыпучести.

Гранулы стандартного размера от 3 до 5 мм являются оптимальными для большинства применений. Они обладают хорошей сыпучестью, легко дозируются, не склонны к слипанию при правильном хранении. Скорость плавления в экструдере или литьевой машине оптимальна для обеспечения высокой производительности.

Крупные гранулы размером свыше 6 мм имеют меньшую удельную поверхность и более медленное плавление. Это может приводить к снижению производительности переработки и неполной гомогенизации расплава. Транспортировка крупных гранул по пневмотранспорту менее эффективна из-за большей массы отдельных частиц.

Насыпная плотность также зависит от размера гранул. Мелкие гранулы имеют насыпную плотность на 10-15 процентов выше, чем крупные, что позволяет более эффективно использовать объем транспортной тары и складских помещений. Гранулы диаметром 3 мм имеют насыпную плотность около 550-600 кг на кубический метр для полиэтилена и 500-550 кг на кубический метр для полипропилена.

Контроль размеров гранул

Контроль размеров гранул осуществляется путем просеивания через набор сит с различными размерами отверстий. Согласно техническим условиям используются сита с круглыми отверстиями диаметром 2, 5 и 8 мм, а также сита с щелевидными отверстиями размером 2 на 20 мм. От объединенной пробы отбирают навеску массой 100 грамм и просеивают через набор сит.

Гранулы, прошедшие через сито 2 мм, классифицируются как мелкая фракция. Гранулы, оставшиеся на сите 5 мм, относятся к стандартной фракции. Гранулы, не прошедшие через сито 8 мм, считаются крупной фракцией. Каждая фракция взвешивается, и рассчитывается массовая доля в процентах от общей массы пробы.

Допускается визуальный метод определения массовой доли нестандартных гранул. На лист белой бумаги размером 400 на 400 мм отбирают навеску массой 100 грамм. Гранулы распределяют однослойно и визуально выявляют нестандартные частицы, которые затем взвешивают. Метод применим при массовой доле отклонений менее 2 процентов.

Регулирование размеров гранул

Регулирование длины гранул в стренговых грануляторах осуществляется изменением скорости подачи стренг или скорости вращения ножей стренгорезки. Современные грануляторы оснащаются системами автоматического контроля длины, которые поддерживают заданный размер независимо от колебаний скорости экструзии. Датчики контролируют скорость движения стренг, и система автоматически корректирует скорость вращения ножей.

Диаметр гранул определяется диаметром отверстий в фильере. Стандартные фильеры имеют отверстия диаметром 3, 4 или 5 мм. Возможно изготовление фильер с другими диаметрами отверстий по требованию заказчика. При выборе диаметра необходимо учитывать, что после охлаждения происходит усадка полимера на 2-5 процентов.

В водокольцевых грануляторах размер гранул определяется количеством и расположением отверстий в фильере, скоростью вращения ножей и расходом воды. Обычно получаются гранулы близкой к сферической формы диаметром от 2 до 4 мм. Точная настройка параметров позволяет получать гранулы с отклонением размеров не более 0,3 мм.

6. Материалы изготовления и конструктивные особенности

Материалы, используемые для изготовления грануляторов, определяют долговечность, надежность и производительность оборудования. Узлы гранулятора работают в условиях высоких температур, механических нагрузок и абразивного износа, что требует применения специальных материалов и технологий обработки.

Шнек экструдера

Шнек является одним из наиболее нагруженных элементов гранулятора. Он подвергается механическому воздействию со стороны полимерного материала, нагреву до температур 200-280 градусов и силе трения. Для изготовления шнеков применяется легированная сталь марок 38ХМА, 40ХН или аналогичных.

После механической обработки шнек подвергается азотированию поверхности. Азотирование представляет собой процесс насыщения поверхностного слоя стали азотом при температуре 500-520 градусов в течение 40-60 часов. В результате образуется твердый слой глубиной 0,3-0,6 мм с твердостью 900-1100 единиц по Виккерсу. Азотированная поверхность обладает высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью.

Для повышения износостойкости в зонах повышенного истирания применяется наплавка твердыми сплавами на основе карбида вольфрама. Такая обработка увеличивает срок службы шнека в 3-5 раз при переработке абразивных материалов, таких как минерально-наполненные композиции или загрязненные отходы.

Цилиндр экструдера

Цилиндр экструдера изготавливается из легированной стали с последующей термообработкой. Внутренняя поверхность цилиндра должна обладать высокой твердостью и гладкостью для обеспечения эффективного продвижения материала и минимизации износа. Применяются стали марок 38Х2МЮА, 40ХН2МА с последующей закалкой и высокотемпературным отпуском.

Для защиты от износа внутренняя поверхность цилиндра подвергается борированию. Борирование создает диффузионный слой глубиной 0,1-0,2 мм с твердостью 1800-2000 единиц по Виккерсу. Такое покрытие обеспечивает высокую стойкость к абразивному износу и коррозии.

Цилиндры для переработки особо абразивных материалов могут изготавливаться с внутренней биметаллической гильзой. Гильза выполняется из азотированной или борированной стали и устанавливается внутрь цилиндра. При износе гильза заменяется, что значительно дешевле замены всего цилиндра.

Фильера

Фильера представляет собой матрицу с множеством отверстий, через которые продавливается расплавленный полимер. Фильеры изготавливаются из инструментальных легированных сталей марок X46Cr13 или аналогичных. Эта сталь содержит высокое количество углерода и хрома, что обеспечивает хорошую прокаливаемость, твердость и коррозионную стойкость.

После механической обработки фильеры подвергаются вакуумной закалке. Вакуумная закалка проводится в специальных печах при температуре 1000-1050 градусов с последующим охлаждением в масле или газе. Процесс в вакууме предотвращает окисление и обезуглероживание поверхности, обеспечивая равномерную твердость. Твердость фильеры после закалки и отпуска составляет 54-56 единиц по Роквеллу.

Отверстия в фильере изготавливаются методом сверления или электроэрозионной обработки. Диаметр отверстий выполняется с высокой точностью, отклонения не превышают 0,05 мм. Поверхность отверстий полируется для снижения сопротивления течению расплава и предотвращения накопления загрязнений.

Фильеры являются расходным элементом, который требует периодической замены. Срок службы фильеры зависит от типа перерабатываемого материала и степени его загрязнения. При переработке чистой дробленки фильера служит от 3000 до 6000 часов работы. При переработке загрязненных пленок срок службы сокращается до 1000-2000 часов.

Режущая группа

Ножи режущей группы изготавливаются из углеродистой инструментальной стали У8А или легированной стали 9ХС. После механической обработки ножи закаливаются до твердости 58-62 единиц по Роквеллу. Режущая кромка затачивается с углом заточки 30-40 градусов и полируется для обеспечения чистого реза.

Для грануляторов, перерабатывающих композитные материалы с высоким содержанием минеральных наполнителей, применяются ножи с напайками из карбида вольфрама. Карбид вольфрама обладает твердостью 88-92 единиц по Роквеллу и высокой износостойкостью. Срок службы таких ножей в 10-15 раз выше, чем у стальных.

Неподвижный нож стренгорезки также изготавливается из инструментальной стали с закалкой. Важно обеспечить минимальный зазор между вращающимися и неподвижным ножами, обычно 0,1-0,2 мм. При увеличении зазора качество резки ухудшается, появляются вытянутые и деформированные гранулы.

Корпусные элементы

Корпусные элементы гранулятора, включая станину, загрузочный бункер, кожухи и ограждения, изготавливаются из конструкционной углеродистой стали марок Ст3, Ст5 или нержавеющей стали. Выбор материала зависит от условий эксплуатации и требований к внешнему виду оборудования.

Нержавеющая сталь марок 12Х18Н10Т или AISI 304 применяется для оборудования, работающего в условиях повышенной влажности или при переработке материалов, контактирующих с пищевыми продуктами. Нержавеющая сталь обладает высокой коррозионной стойкостью, эстетичным внешним видом и легко очищается.

Конструкционная сталь используется для станины и силовых элементов. Она обеспечивает необходимую прочность и жесткость. Для защиты от коррозии поверхность окрашивается порошковыми красками с предварительной пескоструйной обработкой.

Загрузочный бункер может выполняться из листовой стали толщиной 3-5 мм. Форма бункера оптимизируется для обеспечения равномерной подачи материала без образования сводов. Внутренняя поверхность полируется или покрывается полимерными материалами для снижения трения и предотвращения налипания материала.

7. Выбор оборудования для различных типов полимеров

Выбор гранулятора определяется видом перерабатываемого сырья, требуемой производительностью, качеством исходного материала и конечной продукции. Каждый тип полимера имеет свои особенности переработки, которые необходимо учитывать при подборе оборудования.

Переработка полиэтилена

Полиэтилен высокого давления характеризуется низкой температурой переработки и хорошей текучестью расплава. Для грануляции подходят как стренговые, так и водокольцевые грануляторы. При переработке пленочных отходов предпочтительны водокольцевые системы с термокомпактором, который предварительно уплотняет пленку и удаляет воздух.

Температурный режим для полиэтилена высокого давления составляет 160-200 градусов в зоне плавления и 180-220 градусов на фильере. Скорость вращения шнека поддерживается на уровне 80-150 оборотов в минуту. При таких параметрах достигается хорошая гомогенизация без деструкции полимера.

Полиэтилен низкого давления имеет более высокую температуру переработки и лучшие механические свойства. Температура в зоне плавления составляет 180-220 градусов, на фильере 200-240 градусов. Для переработки дробленки эффективны однокаскадные стренговые грануляторы. При переработке пленки рекомендуются двухкаскадные системы с дополнительной дегазацией.

Переработка полипропилена

Полипропилен перерабатывается при температурах 200-250 градусов на фильере. Материал обладает хорошей текучестью и стабильностью расплава. Стренговые грануляторы обеспечивают качественную переработку полипропиленовой дробленки и агломерата. При производительности свыше 200 кг/час рекомендуется водяное охлаждение для ускорения кристаллизации.

Полипропилен чувствителен к термоокислительной деструкции, поэтому важно минимизировать время пребывания материала в зоне высоких температур. Современные грануляторы оснащаются системами дегазации для удаления летучих продуктов деструкции, что улучшает качество гранул и снижает запах.

Переработка полистирола

Полистирол характеризуется низкой термостабильностью и склонностью к деструкции при перегреве. Температура переработки составляет 180-220 градусов. Для полистирола критично быстрое охлаждение, поэтому предпочтительны системы водяного охлаждения. Длительное пребывание при повышенной температуре приводит к пожелтению и снижению механических свойств.

Вспенивающийся полистирол требует особого внимания к температурному режиму, так как вспенивающий агент может активироваться в процессе грануляции. Используются специальные шнеки с увеличенной зоной питания и сниженной компрессией для минимизации нагрева от трения.

Переработка полиэтилентерефталата

Полиэтилентерефталат является инженерным пластиком с высокой температурой переработки 260-280 градусов. Материал гигроскопичен и требует предварительной сушки до остаточной влажности менее 0,02 процента. Наличие влаги приводит к гидролизу и снижению молекулярной массы полимера.

Для переработки полиэтилентерефталата применяются специализированные грануляторы с двухшнековыми экструдерами и подводной резкой. Двухшнековые экструдеры обеспечивают интенсивную дегазацию и удаление влаги. Подводная резка позволяет получать гранулы сферической формы с минимальной деформацией.

Фильеры для полиэтилентерефталата изготавливаются из специальных коррозионностойких сталей, так как материал при высокой температуре агрессивен. Необходима система предварительной кристаллизации гранул для стабилизации структуры.

Производство компаундов

Компаундирование представляет собой процесс смешивания базового полимера с различными добавками: красителями, стабилизаторами, наполнителями, пластификаторами. Для этих целей применяются двухшнековые грануляторы-компаундеры, которые обеспечивают интенсивное смешивание компонентов.

Двухшнековые экструдеры имеют модульную конструкцию шнеков, позволяющую оптимизировать профиль для конкретного состава. Зоны смешивания оборудуются специальными смесительными элементами: зубчатыми, лопастными или кулачковыми. Такая конструкция обеспечивает равномерное распределение добавок по всему объему полимера.

При производстве наполненных композиций с содержанием минеральных наполнителей свыше 30 процентов требуется использование шнеков и цилиндров с повышенной износостойкостью. Применяются биметаллические шнеки с покрытием из карбида вольфрама или керамики. Фильеры также должны иметь усиленную конструкцию.

Рекомендации по выбору

При выборе гранулятора необходимо учитывать несколько факторов. Тип исходного сырья определяет конструкцию шнека и системы подачи. Для пленки требуется термокомпактор или шнек с большой зоной загрузки. Для дробленки подходят стандартные шнеки с равномерной компрессией.

Степень загрязнения влияет на выбор системы фильтрации. Сильно загрязненные материалы требуют установки фильтров большой площади или системы непрерывной фильтрации. Чистые отходы могут перерабатываться с простыми фильтрами, замена которых производится реже.

Требуемая производительность определяет размер оборудования. Для малых объемов до 100 кг/час подходят компактные однокаскадные грануляторы. Средние объемы 200-500 кг/час требуют установок с диаметром шнека 125-150 мм. Производительность свыше 500 кг/час достигается с помощью двухкаскадных систем или крупных одношнековых экструдеров диаметром 180-200 мм.

Требования к качеству продукции влияют на выбор системы охлаждения и резки. Для получения гранул высшего качества необходимо водяное охлаждение и точная система резки. Для продукции среднего качества достаточно воздушного охлаждения и стандартной стренгорезки.

Часто задаваемые вопросы