PET预结晶干燥机原理和作用

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PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）预结晶干燥机是塑料加工中**至关重要**的设备，其核心目的是解决PET的两大特性带来的加工难题：**强吸湿性**和**结晶倾向性**。以下是其原理和作用的详细说明：

### **一、核心作用**
1. **防止结块（预结晶的核心作用）**  
   PET是**半结晶聚合物**，但其未干燥粒子在升温至玻璃化转变温度（Tg ≈ 75–85°C）时，表面会软化发粘。若潮湿的PET粒子直接进入高温干燥料斗，粒子会粘连成块（俗称“架桥”），堵塞下料口，导致生产中断。  
   **✅ 预结晶**：通过高温热风（120–165°C）使PET粒子表层**快速结晶硬化**，形成坚硬外壳，确保粒子自由流动，避免结块。

2. **深度除湿（干燥的核心作用）**  
   PET吸湿性强，含水率可达0.4%以上。水分在熔融加工（注塑、挤出）时会导致：  
   - **水解反应**：高温下水分使PET分子链断裂→粘度下降、强度暴跌；  
   - **制品缺陷**：气泡、银纹、雾面、脆化。  
   **✅ 深度干燥**：将含水率降至**≤0.005%**（瓶级PET要求甚至≤0.002%）。

3. **提升后续干燥效率**  
   预结晶后的PET粒子结构疏松（结晶度约35–45%），水分更易从内部扩散至表面，加速干燥过程。
### **二、工作原理（分两阶段）**
#### **阶段1：预结晶（防结块关键）**
- **温度**：120–165°C（高于PET的Tg，但低于熔点Tm≈255°C）  
- **过程**：  
  1. 潮湿PET原料进入预结晶器（带搅拌装置的热风循环腔室）；  
  2. 高温热风加热粒子，表层分子链快速排列形成结晶区；  
  3. 粒子表面硬化，流动性增强，结块风险消除。  
- **时间**：通常10–30分钟（避免过度结晶导致脆化）。
#### **阶段2：深度干燥（除湿核心）**
- **温度**：65–85°C（低于Tg，避免粒子二次软化）  
- **气源露点**：≤ **-40°C**（**设备需≤-50°C）  
- **过程**：  
  1. 预结晶后的PET进入干燥料斗；  
  2. 底部通入**超低露点热风**穿透物料层；  
  3. 热风吸收粒子内部水分→湿气从顶部排出；  
  4. 物料停留2–6小时（确保水分充分扩散）。  
- **干燥机制**：低露点空气的蒸汽压远低于PET内部水分，迫使水分向空气扩散。

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### **三、关键参数要求**
| **参数**          | **范围/要求**                | **影响**                               |
|-------------------|-----------------------------|---------------------------------------|
| 预结晶温度        | 120–165°C                  | 温度过低→结晶慢；过高→降解或熔结      |
| 干燥温度          | 65–85°C                    | 过高→粒子软化；过低→干燥效率低        |
| **干燥空气露点**  | **≤ -40°C（严苛需≤-50°C）** | **露点不达标则干燥无效**              |
| 干燥时间          | 2–6小时                     | 由料斗高度、风量、初始含水率决定      |
| 热风流量          | 0.8–1.2 m³/h·kg            | 确保气流均匀穿透物料层                |

### **四、设备类型选择（PET推荐）**
1. **转轮除湿干燥机（*常用）**  
   - **原理**：吸附转轮将空气除湿至低露点→加热后送入干燥料斗。  
   - **优势**：成本低、维护简便，适合多数PET制品（如包装、纤维）。  
   - **注意**：定期再生转轮（消耗10–15%干燥气量）。

2. **压缩空气干燥机（**选择）**  
   - **原理**：用无油压缩空气经膜式/吸附式干燥器除湿（露点≤-50°C）。  
   - **优势**：露点极低且稳定，适合瓶坯、医疗级PET。  
   - **缺点**：能耗高（依赖空压机系统）。

3. **双塔干燥机（连续生产）**  
   - **原理**：两塔交替干燥/排料，实现24小时连续供料。  
   - **适用**：大型注塑生产线（如瓶坯机）。

> ⚠️ **慎选方案**：真空干燥机（无预结晶功能，PET结块风险高）。

### **五、PET与PETG干燥差异**
| **特性**        | PET                          | PETG（共聚酯）               |
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| 结晶速度        | 快（易结晶硬化）             | 慢（需更高预结晶温度/时间） |
| 预结晶温度      | 120–165°C                    | 120–150°C                   |
| 干燥温度        | 65–85°C                      | 60–80°C                     |
| 含水率要求      | ≤0.005%（瓶级≤0.002%）       | ≤0.02%                      |
| 结块风险        | 极高（必须预结晶）           | 高（必须预结晶）            |
### **六、操作要点**
1. **预结晶后需立即干燥**：避免硬化粒子再次吸湿。  
2. **停机时清空料斗**：防止残留PET吸湿降解。  
3. **定期更换过滤器**：避免粉尘堵塞降低风量。  
4. **露点监测**：实时监控确保≤-40°C。  
### **总结**
PET预结晶干燥机通过 **“先高温结晶硬化防结块 → 后深度除湿保品质”** 的两段式设计，解决了PET加工的核心痛点。**露点控制**是干燥效果的生命线，而**预结晶温度/时间**是产线连续运行的保障。设备选型需根据生产规模（单塔/双塔）和制品要求（转轮/压缩空气）精准匹配，否则可能因干燥不足导致整批报废。