PET預結晶干燥機原理和作用

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PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）預結晶干燥機是塑料加工中**至關重要**的設備，其核心目的是解決PET的兩大特性帶來的加工難題：**強吸濕性**和**結晶傾向性**。以下是其原理和作用的詳細說明：

### **一、核心作用**
1. **防止結塊（預結晶的核心作用）**  
   PET是**半結晶聚合物**，但其未干燥粒子在升溫至玻璃化轉變溫度（Tg ≈ 75–85°C）時，表面會軟化發粘。若潮濕的PET粒子直接進入高溫干燥料斗，粒子會粘連成塊（俗稱“架橋”），堵塞下料口，導致生產中斷。  
   **? 預結晶**：通過高溫熱風（120–165°C）使PET粒子表層**快速結晶硬化**，形成堅硬外殼，確保粒子自由流動，避免結塊。

2. **深度除濕（干燥的核心作用）**  
   PET吸濕性強，含水率可達0.4%以上。水分在熔融加工（注塑、擠出）時會導致：  
   - **水解反應**：高溫下水分使PET分子鏈斷裂→粘度下降、強度暴跌；  
   - **制品缺陷**：氣泡、銀紋、霧面、脆化。  
   **? 深度干燥**：將含水率降至**≤0.005%**（瓶級PET要求甚至≤0.002%）。

3. **提升后續干燥效率**  
   預結晶后的PET粒子結構疏松（結晶度約35–45%），水分更易從內部擴散至表面，加速干燥過程。
### **二、工作原理（分兩階段）**
#### **階段1：預結晶（防結塊關鍵）**
- **溫度**：120–165°C（高于PET的Tg，但低于熔點Tm≈255°C）  
- **過程**：  
  1. 潮濕PET原料進入預結晶器（帶攪拌裝置的熱風循環腔室）；  
  2. 高溫熱風加熱粒子，表層分子鏈快速排列形成結晶區；  
  3. 粒子表面硬化，流動性增強，結塊風險消除。  
- **時間**：通常10–30分鐘（避免過度結晶導致脆化）。
#### **階段2：深度干燥（除濕核心）**
- **溫度**：65–85°C（低于Tg，避免粒子二次軟化）  
- **氣源露點**：≤ **-40°C**（**設備需≤-50°C）  
- **過程**：  
  1. 預結晶后的PET進入干燥料斗；  
  2. 底部通入**超低露點熱風**穿透物料層；  
  3. 熱風吸收粒子內部水分→濕氣從頂部排出；  
  4. 物料停留2–6小時（確保水分充分擴散）。  
- **干燥機制**：低露點空氣的蒸汽壓遠低于PET內部水分，迫使水分向空氣擴散。

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### **三、關鍵參數要求**
| **參數**          | **范圍/要求**                | **影響**                               |
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| 預結晶溫度        | 120–165°C                  | 溫度過低→結晶慢；過高→降解或熔結      |
| 干燥溫度          | 65–85°C                    | 過高→粒子軟化；過低→干燥效率低        |
| **干燥空氣露點**  | **≤ -40°C（嚴苛需≤-50°C）** | **露點不達標則干燥無效**              |
| 干燥時間          | 2–6小時                     | 由料斗高度、風量、初始含水率決定      |
| 熱風流量          | 0.8–1.2 m3/h·kg            | 確保氣流均勻穿透物料層                |

### **四、設備類型選擇（PET推薦）**
1. **轉輪除濕干燥機（*常用）**  
   - **原理**：吸附轉輪將空氣除濕至低露點→加熱后送入干燥料斗。  
   - **優勢**：成本低、維護簡便，適合多數PET制品（如包裝、纖維）。  
   - **注意**：定期再生轉輪（消耗10–15%干燥氣量）。

2. **壓縮空氣干燥機（**選擇）**  
   - **原理**：用無油壓縮空氣經膜式/吸附式干燥器除濕（露點≤-50°C）。  
   - **優勢**：露點極低且穩定，適合瓶坯、醫療級PET。  
   - **缺點**：能耗高（依賴空壓機系統）。

3. **雙塔干燥機（連續生產）**  
   - **原理**：兩塔交替干燥/排料，實現24小時連續供料。  
   - **適用**：大型注塑生產線（如瓶坯機）。

> ?? **慎選方案**：真空干燥機（無預結晶功能，PET結塊風險高）。

### **五、PET與PETG干燥差異**
| **特性**        | PET                          | PETG（共聚酯）               |
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| 結晶速度        | 快（易結晶硬化）             | 慢（需更高預結晶溫度/時間） |
| 預結晶溫度      | 120–165°C                    | 120–150°C                   |
| 干燥溫度        | 65–85°C                      | 60–80°C                     |
| 含水率要求      | ≤0.005%（瓶級≤0.002%）       | ≤0.02%                      |
| 結塊風險        | 極高（必須預結晶）           | 高（必須預結晶）            |
### **六、操作要點**
1. **預結晶后需立即干燥**：避免硬化粒子再次吸濕。  
2. **停機時清空料斗**：防止殘留PET吸濕降解。  
3. **定期更換過濾器**：避免粉塵堵塞降低風量。  
4. **露點監測**：實時監控確保≤-40°C。  
### **總結**
PET預結晶干燥機通過 **“先高溫結晶硬化防結塊 → 后深度除濕保品質”** 的兩段式設計，解決了PET加工的核心痛點。**露點控制**是干燥效果的生命線，而**預結晶溫度/時間**是產線連續運行的保障。設備選型需根據生產規模（單塔/雙塔）和制品要求（轉輪/壓縮空氣）精準匹配，否則可能因干燥不足導致整批報廢。