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PLA结晶除湿干燥设备
日期：2025-06-01 20:05
浏览次数：3
摘要：PLA结晶除湿干燥设备，PLA结晶机，PLA结晶设备
PLA结晶除湿干燥设备，PLA结晶机，PLA结晶设备
PLA结晶除湿干燥设备是专门为处理聚乳酸（PLA）这种生物基可降解塑料而设计的预处理设备。它结合了两个关键功能：
1. **结晶：** 将非晶态或部分结晶态的PLA原料（通常是颗粒）转变为高度结晶态。
2. **除湿干燥：** 去除PLA颗粒表面和内部吸收的水分，达到极低的含水率（通常要求低于0.025%或250 ppm）。
### 为什么PLA需要结晶和除湿干燥？
* **吸湿性强：** PLA 具有极强的吸湿性，会从空气中吸收水分。
* **水解降解：** 在熔融加工（如注塑、挤出、3D打印）过程中，PLA中含有的水分会在高温下引发水解反应，导致分子链断裂（降解）。这会导致：
* 制品力学性能（强度、韧性）显著下降。
* 制品表面出现银纹、气泡、水波纹等缺陷。
* 熔体粘度不稳定，加工困难。
* **非晶态耐热性差：** 刚从聚合反应器出来或快速冷却成型的PLA颗粒通常是**非晶态**或**低结晶度**的。非晶态PLA的玻璃化转变温度（Tg）约为55-60°C。这意味着：
* 在加工前的预热、输送或储存过程中，如果温度超过Tg，非晶态的颗粒就会变软、发粘，导致料斗架桥、结块、堵塞下料口和喂料螺杆，**无法正常生产**。
* **结晶提高耐热性：** 通过**结晶**处理，PLA分子链排列变得规整有序，形成晶体结构。结晶PLA的熔点（Tm）通常在150-180°C之间，更重要的是，其**热变形温度**会显著提高（可超过100°C）。这使得结晶后的PLA颗粒在低于其熔点的较高温度下（如干燥温度、料斗温度）也能保持**刚性颗粒状态**，不会软化结块，确保生产的顺畅进行。
### PLA结晶除湿干燥设备的核心组件和工作原理
典型的设备通常包含以下几个主要部分，其配置可以是**一体式**（结晶和干燥在同一设备内不同区域完成）或**分体式**（独立的结晶机和除湿干燥机串联使用）：
1. **料斗/料仓：**
* 储存待处理的PLA原料。
* 通常带有料位计。
2. **结晶段：**
* **功能：** 将PLA颗粒加热到其结晶温度范围（通常在100°C - 120°C之间），并保持足够的时间（通常15-60分钟），使其完成结晶过程，达到所需的结晶度（通常>45%）。
* **加热方式：** 通常采用**热风循环**。由加热器（电热管或蒸汽换热器）提供热源，风机驱动热空气在料斗内循环，使颗粒均匀受热。
* **关键控制：** ****的温度控制和时间控制**至关重要。温度过低或时间不足会导致结晶不充分；温度过高或时间过长则可能导致材料降解、发黄或结块。设备通常配备多点温度传感器和精密的温控系统。
3. **除湿干燥段：**
* **功能：** 在结晶完成后（或对于一体式设备，在结晶段下游），将热风温度降低到**的干燥温度（通常在45°C - 55°C之间），并使用**极低露点**（通常要求达到-40°C露点或更低）的干燥空气，持续吹扫PLA颗粒，将其内部和表面的水分彻底带走。
* **除湿核心：** 这是干燥效果的关键。主要采用两种技术：
* **转轮除湿机：** *主流、效果*好的方式。含有吸湿材料（如硅胶、分子筛）的转轮不断旋转。一部分干燥空气（再生空气）被加热后吹过转轮的一个扇区，将吸附的水分脱附带走（排入大气）。同时，另一部分需要干燥的空气（处理空气）流过转轮干燥的扇区，水分被吸附，从而获得极低露点的超干燥空气。这种技术露点稳定，再生能耗相对较低。
* **双塔吸附式除湿机：** 使用两个装满吸湿剂（分子筛）的塔。一个塔在吸附水分产生干燥空气时，另一个塔则用加热的空气进行再生（脱附水分）。两个塔定时切换角色。露点也能达到很低（-40°C以下），但露点在切换瞬间会有波动，且再生能耗较高。
* **干燥风机：** 驱动干燥空气在闭环系统中循环：除湿机 -> 干燥料斗 -> 回风过滤器 -> 除湿机。
* **干燥料斗：** 内部通常有特殊设计（如锥形底、蜂窝板）以确保干燥空气均匀穿过料层，避免出现“风道”导致干燥不均。
4. **送料系统：**
* 将干燥好的PLA颗粒输送到下游的加工设备（注塑机、挤出机、3D打印机料仓）。通常采用真空上料机或中央集中送料系统。
* **关键点：** 输送管道需要**保温**，并且*好使用**干燥空气**进行输送（防止在输送过程中重新吸湿）。输送后的缓冲料斗（在加工设备上方）也*好能通入少量干燥空气进行微正压保护。
5. **控制系统：**
* 现代设备通常配备PLC或触摸屏控制系统。
* **控制参数：** **设定和控制结晶温度、结晶时间、干燥温度、干燥时间（或风量）、露点温度。
* **监控与报警：** 实时显示各点温度、露点、料位、运行状态，并在参数异常（如超温、露点过高、料位异常）时报警。
### 选择PLA结晶除湿干燥设备的关键考虑因素
1. **产能需求：** 根据小时或天消耗量选择合适规格的设备。
2. **干燥效果要求：**
* **露点：** PLA通常要求-40°C露点或更低。转轮除湿机通常更稳定。
* ***终含水率：** 必须能达到<0.025% (250 ppm) 或更低（根据具体牌号和应用要求）。
3. **结晶效果与稳定性：**
* 温度均匀性（避免局部过热或不足）。
* 时间控制精度。
* 防止结晶段颗粒结块的设计（如搅拌装置，但需谨慎使用避免产生粉末）。
4. **能耗：** 结晶和除湿（尤其是再生）都需要能量。比较设备的加热效率、风机功率、除湿机类型（转轮通常比双塔节能）和保温性能。
5. **材料适应性：** 设备是否也能处理其他需要干燥的塑料（如PET, PA, PBT等），增加灵活性。
6. **自动化程度与操作便利性：** 易于设定参数、监控状态、维护保养。
7. **品牌与售后服务：** 选择信誉良好、技术服务支持完善的品牌。
8. **配置：** 一体式 vs 分体式。一体式节省空间，操作简化；分体式灵活性更高，可以独立优化结晶和干燥参数，适合大型或要求极高的生产。
### 总结
PLA结晶除湿干燥设备是确保PLA顺利、高效、高质量加工（尤其是注塑和挤出）不可或缺的关键前处理设备。它通过**的结晶工艺解决了PLA颗粒在预热和输送过程中软化结块的问题，并通过深度除湿干燥有效防止了加工过程中的水解降解，从而保证了*终制品的性能和外观质量。投资合适的PLA专用结晶干燥设备对于使用PLA进行生产的厂家至关重要。在选择时，务必关注其结晶能力、除湿干燥效果（露点）、温度控制的**性和稳定性以及整体能耗。
