PET原料干燥基本知识解析

PET共聚物比均聚物的优缺点:
• 熔点降低. • 结晶降低. • 抗冲击能力及韧性增强. • 抗应力开裂能力增强. • 溶解粘度下降. • 屏障性能下降.(对食品及啤酒瓶尤为重要,因
此一般用均聚物或低共聚物)
• 固有粘度
什么是IV?
• 是分子链长度和分子量的计量.
• IV增加代表分子链长度或分子量增加.
• 熔融原料的热量来自两部分: 加热—30% 剪切热—70%
PET螺杆分类
• 标准螺杆(L/D=25:1, 压缩比=1.6:1) -低IV螺杆(0.7-0.79) -高IV螺杆(0.8-0.86)
• 专用螺杆 -Mixcel II 螺杆(所有IV大于0.6)-用于需要更 好混合的原料,如带色瓶坯. -极低IV螺杆.(0.6-0.69)
• 注射位置4=注射位置3-(注射量-保压切换位 置)x3段重量%
• 注射速度1=自定. • 注射速度2=注射速度1x(2段厚度/1段厚度) • 注射速度3=注射速度1x(3段厚度/1段厚度)
REMIXER(静态混料器)的作用
• 使颜色均匀. • 消除输料和注射过程中产生的流线. • 消除AA集中点,使各模腔一致. • 整体平衡或模腔间缺料的变化得到改善. • REMIXER的使用可使机器整体温度设置得
- (本质是由PET氧化性降解而引起)
干燥原料的吸水特性
• 相对湿度为80%时,则5分钟即可由干燥原料 变为50PPM含水量.
• 相对湿度为30%时,则需13分钟. • 相对湿度为15%时则需很长时间.
干燥料斗的选择要领
• 产量(kg/h)=3.6x瓶胚重量(g)x模腔数/周期(s) • 料斗容量(kg)=产量(kg/h)x干燥时间(h) • 料斗容积(L)=料斗容量(kg)/散装密度(kg/L) • PET的散装密度=0.78-0.85 kg/L • 料斗的选择应遵循:散装高度(H)/料筒直径(D)=
到降低.
保压的选择
• 平坦的保压曲线一般用于瓶坯没有明显的壁厚变 化.
• 对于有明显壁厚变化的瓶坯, 第一段保压主要充填 NECK FINISH(瓶口),压力要高一些.
• 第二,第三段主要充填瓶身,增加密度,改善底部应 力,压力应低一些.
• 过压会产生压力结晶,使脱模困难,瓶口拉长. • 一般可使零件脱模的平均温度为96度,从280度冷
常见的瓶胚缺陷分析和处理方法
• AA值过高 • IV降过大 • 收缩变形 • 未熔融料 • 瓶口缺料 • 长注口 拉长注口 • 注口拉丝 • 水气痕迹 • 底部结晶 • 瓶身白雾 • 瓶胚黑点/污染
IV对产品性能的影响:
• IV增加则抗冲击能力增加.
• IV增加则融熔粘度增加.(相同温度对比)
• IV增加则结晶降低.
• IV增加则热稳定性增加.(对热灌装很重要)
• IV增加则抗应力开裂能力增强.
• IV增加则剪切热增加,AA值升高.
PET的降解
• 水解. (热+湿,产生在挤出机,不在干燥机,可 引起严重的IV降).
工艺人员要求 陳耀振 2005/1/20
• PET原料基本知识 • PET干燥基本知识 • 如何着手优化生产周期 • 常见瓶胚缺陷及其分析处理
什么是PET?
• PET是一种聚酯． • 是英文Polyethylene Terephthalate 的缩
写． • 中文全称：聚乙烯对苯二酸酯
Courtesy of ICI Chemicals & Polymers
最小为2:1(3:1最好),否则会影响下料和干燥时 间. • 对于2:1 H/D料筒推荐最小充料高度为75%. • 对于3:1 H/D料筒推荐最小充料高度为50%.
回用料的添加要领
• 回用料通常需较长干燥时间去除高水份,易降解 • 回用料会粘在干燥筒或进料口上. • 因此推荐回用料的最大添加比例及干燥为:
可能减小,以便降低模唇磨损,提高工作效率. • 锁模吨位设定方法: 先降低至有轻微飞边出现,然
后再将吨位升高15%. • 吨位太高-增加模唇磨损;压缩气道.
吨位太低-飞边; 产品尺寸缺陷等.
机械手动作设置要领
• 没有冷却喷射器时,冷却板顶出延时应尽可能长 以便瓶胚很好冷却.
• 冷却喷射器吹气时间尽可能长以增加冷却效果. • 启动真空释放功能以降低瓶胚底部变形.
PET的吸水特性
原料颗粒的含水量通常范围在 0.1 - 0.3% (1000 to 3000 ppm)
PET干燥的要点
• 干燥设定温度
165º-175ºC(干燥料进机
器前的温度损失最大为 5 度.)
• 停留时间
4-6小时
• 下料口温度
160ºC以上
• 露点
-30ºC以下
• 干燥风流量
3.7m³/h每kg/h
干燥的程度
干燥后的理想含水量大约在: 10 to 40 ppm (+/- 10 ppm),即0.001-0.004% 瓶胚理想的IV降为小于0.03(含水量为25%),最 大不超过0.06.
干燥过度同样会加剧： - AA(Acetaldehyde)乙醛的增加． - IV(Intrinsic Viscosity)粘度的下降．
射筒直径(mm)的平方 • 注射量(mm)=注料长度(mm)+料垫(mm) • 保压切换位置(mm)=(注射量(mm)-料垫
(mm))x0.13+料垫(mm) • 注射位置1=注射量 • 注射位置2=注射位置1-(注射量-保压切换位
置)x1段重量%
注射量,位置和速度的确定
• 注射位置3=注射位置2-(注射量-保压切换位 置)x2段重量%
杆喂料段长度全部使用来帮助熔解原料.
原料塑化要领
• 回用料的增加会影响降解. • 回用料的不均匀尺寸和形状会产生塑化缺陷. • 有些原料需较高温度,但不可避免会使AA增加. • 原料成份及工艺特性对AA有重要影响. • 螺杆转速尽可能低来降低剪切. • 在不产生气泡,未熔料,鱼纹和其他缺陷的情况下,
却到脱模温度96度时PET体积变化约为13%.
冷却的作用
• 消除底部结晶. • 使瓶坯收缩从而易从模腔中拔出. • 使其变硬便于顶出. • 留有足够时间使阀针关闭. • 得到100%非结晶态瓶坯所需最小冷却速度
为100度/分钟. • 模具冷却速度一般为200-400度/分钟. • ROBOT冷却速度较低但时间较长.
• 氧化降解. (热+氧,主要产生在干燥机,也可 少量在挤出机-由于原料气泡的存在,可产生 AA和IV降-严重状态).
• 热降解. (热,产生在挤出机,可产生AA-温度 大于300度时会加剧, 严重时可产生IV降.)
AA及其特点
• 乙醛. • PET加工中的附加产品. • 影响饮料味道. • 随着放置时间的加长,AA会降低. • 瓶胚AA含量一般为2-10PPM, 瓶子切片小
影响热结晶的因素
• IV增加则结晶降低. • 共聚物/DEG含量增加则结晶降低. • 催化剂/添加剂增加则结晶增加或降低. • 湿度增加则结晶增加. • 压力增加则结晶增加. • 定向性增加则结晶增加. • 着色剂增加则结晶增加. • 模具冷却效果增加则结晶降低.
为什么生产瓶胚前要干燥PET原料？
设备规格的理解
GL300PET P100/110 E120 G -G系列 L -长型 300 -锁模吨位300吨 PET -PET应用 P -柱塞型,二级注塑单元 100 -注塞规格号(与长度相关) 110 -注塞直径 E120 -螺杆直径
生产周期的优化
从两方面着手: • 各个动作速度加快. • 各动作间的协调信号加快.
1. 去除PET中的水份 因为PET具有一定的吸水性.运输,存放过程中会 吸收大量水份.高含量的水份在生产中会加剧：
- AA(Acetaldehyde)乙醛的增加． 对饮料瓶有气味的影响．
- IV(Intrinsic Viscosity)粘度的下降． 对饮料瓶的耐压有影响,易破裂． (本质是由PET水解性降解而引起)
挤出机温度设置要领
• 低IV原料通常1-3区设定温度低于其他区,使 其有足够的摩擦和剪切来熔解原料.
• 高IV原料通常1-3区设定温度高于其他区,使 其尽早熔化从而减少剪切热.
• 进料区温度过高会产生架桥并降低了剪切.
消除剪切热造成温度过高的方法
• 增加1-3区温度. • 确保进料温度大于160度. • 降低螺杆转速. • 降低背压. • 确保螺杆Cushion(料垫)为10-20mm,以使螺
于0.5PPM
AA的影响因素
• 融熔温度增加(包括剪切热)则AA急剧增加. • 融熔状态滞留时间越长则AA越高,但没有温
度影响严重. • 聚酯催化剂增加则AA增加或减少. • 分子量(或IV)增加则AA增加. • 共聚物含量增加则AA降低.
PET的两种状态
• 非结晶态. 融熔态(分子链随意排列)和瓶胚态(分子链定向 排列), 特点是透明. • 结晶态.(PET颗粒) 特点是不透明,分子链有序排列.有热结晶和定向 性结晶两种.
瓶胚 7%; 瓶子 3%; 干燥温度160度, 时间5.5h
原料的输送:
• 原料在输送过程中由于摩擦会产生粉末,碎屑等, 这些会在加工时产生降解,使产品发黄或有黑点, 因此原料的输送速度应小于25mm/s,尽量减少 管道拐弯,减少输送路径.
辅助设备及要求
• 冷冻水要求: 进水压力6.2-7bar; 温度9-10度. • 塔水要求: 进水压力4.56腔模具推荐压力为 10bar.
Limited (Melinar PET - G3 What it is and How it is made)
PET的三个特点
• 线性分子链 • 有均聚物和共聚物两种. • 有非结晶和结晶两种状态.
原料主要成份:
• 二酸(TPA或DMT) • 二醇(EG)
PET原料的加工过程
原料(EG, TPA/DMT) -酯化作用形成PET单分子 聚酯形成PET分子链(0.6IV) - 结晶产生无定形颗 粒 - 固化建立PET分子链 - 产生瓶级PET树脂.
瓶胚落至传送带的温度要求
• 100度时瓶坯会变形,粘连. • 75度时瓶坯会划伤. • 60度时很好,因此跌落温度应小于60度.
加工工艺的优化
• 阀针打开选择在“模具打开到位”时.目的是尽早 融解阀针的结晶料.
• PET在离开螺杆前应全部熔化,其余部分加热只是 保持料温.
• 模具喷嘴温度的设定应以底部质量为基准,太高-会 降解原料,产生质量缺陷,产生AA. 太低-会产生底 部结晶.
背压尽可能降低. • 在不影响周期的基础上,降低输料速度以使螺杆有
更长的塑化时间,同时也降低了剪切.
注射要领
• 注射速度受温度和粘度的影响. • 在不产生注射缺陷的情况下,注射速度尽可能快 • 用位置切换保压可以消除粘度变化对他的影响. • 保压切换位置一般为整个实际注射行程的13%-因为
此时体积基本添满. • 一般PET熔解密度为1.15g/ccm(cubic centimeter-
立方厘米) • 对于大瓶坯或慢速注射的瓶坯,保压切换位置可适当
降低以消除注射过程的收缩. • 相反,如果注射速度很快,则收缩较小,因而可将切换
位置设为13%或更高些. • 推荐注射速度为:8-12g/s/per cavity.(平均10g/s/c)
注射量,位置和速度的确定
• 按厚度将瓶坯分段切开. • 测量每段的厚度和重量. • 注料长度(mm)=1108x瓶坯重量(g)x模腔数/注
2. 为PET进入注塑机进行切削塑化做好高温准备
干燥机开机/停机要领
• 长时间停机(一夜),温度设置为80度,不产生 降解
• 若需恢复生产,则需提前2小时从80度恢复正 常干燥温度.
• 若停机几个小时,则干燥温度降为120度,若 需恢复生产,则需提前1小时恢复正常干燥温 度.
• 一般刚开机的干燥顺序为:1小时(120度)+2 小时(150度)+3小时(170度).
如何着手优化生产周期
• 开合模速度 • 顶出速度 • 取出板与顶出板的间距调整 • 注口关闭阀的打开时刻 • 注塑速度与最高压力限制的配合 • 保压压力/时间同冷却时间的配合 • 允许机械手进入的模具位置设定
(周期的优化以保证模具平均温度适当的前提下)
动作设置要领
• 锁板进/出;锁模/解锁动作由工厂设定,不可改变 • 破模尽量设置为“0”. • 锁模吨位以不出飞边和满足注射要求为基础应尽