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挤出、注塑免干燥环保工艺巡礼

MRS挤出机-助再生料用于食品行业

近年，格诺斯（Gneuss）的MRS(Multi Rotation System)挤出机开始用于加工r PET，现时已在全球售出超过25台这些特殊挤出机，用于生产片材、纤维，以及回收造粒。

MRS挤出机的主要优点是加工PET时不需要预先干燥，而是采用简单的水环真空系统将PET加工成高质量的产品。这是通过其独特的专利加工段实现的。

MRS基于传统单螺杆挤出机，转鼓中配置有8个行星单螺杆，螺杆由环形齿轮和小齿轮传动系统驱动。切入转鼓中的机筒约有30%开放，因而可以充分暴露熔体。

采用这种设计，格诺斯指其脱气性能是传统单螺杆挤出机的50倍，而真空度只需达到mbar。由于不需要高真空系统和预干燥操作，所以MRS是非常经济的传统技术替代品。此外，其还具有设计简单、坚固，占用空间小，灵活性大的优点。

与此同时，MRS还具有极佳的去污染性能。厂方从美国食品和药物管理局（FDA）取得共四个有关食品行业用回收PET材料的LNO（不反对通知书）。最新的一个LNO允许生产商在FDA认证最终产品（如食品容器）中使用100%的PET瓶碎片。材料在挤出机上加工前后不需要进行任何处理就可达到这一要求（对清洗无限制，不需要干燥，不需要结晶等）。

PTi创新的 无需干燥 PET/PLA片材系统

高性能片材挤出设备制造商PTi(Processing Technologies International）公司早在NPE2012推出其独特的 无需干燥 双螺杆片材挤出生产系统。

PTi销售与市场部高级副总裁Dennis Paradise表示， 无需干燥 片材挤出系统是一种符合生态观念的制造解决方案，可以大幅节能和降低成本。这也是北美唯一一套供试用的全尺寸 无需干燥 双螺杆片材挤出展示系统。

这种生产规格的装置的加工速度可达到每小时900公斤以上，可加工多种树脂，包括rPET/PLA和工业PET/PLA。其高能效加工工艺依托意大利Luigi Bandera公司的专利高真空双螺杆挤出机（HVTSE）技术，利用该技术加工PET时不需要对原材料进行干燥和结晶。其配备有单个常压和两个高真空通气系统，以及同向旋转双螺杆挤出机。

采用这种新方法可以在挤出过程中除去湿气和其它挥发物。加工回收PET时，还可省去材料的重结晶工序。与传统方法相比，省去干燥和结晶工序可以节能约%。

莱芬豪舍PET流延膜生产线

莱芬豪舍（Reifenh user）最早在2010年K展首次推出一条生产三层未拉伸PET流延膜的生产线。到目前为止，已有四条采用该技术的生产线在全球运行，还有几条生产线计划不久将发送。

该生产线的关键组件是Reitruder双螺杆挤出机，利用该挤出机在加工PET时不需要预结晶和预干燥，与生产片材类似。采用该技术不仅可以经济地生产PET薄膜，而且还具有许多其它技术优势。

专门针对高要求产品优化的收卷机基于经实际验证的技术。由于配备专门设计的旋转臂收卷机，所以可以卷取敏感的12m薄PET薄膜、传统CPP薄膜和150m厚的硬PET薄膜，在许多情况下不需分切和再卷取。这样就可以提高生产效率，降低成本。

泡罩薄膜就是其多种应用领域之一。利用这种特殊流延膜技术可以将薄膜厚度减小至120m，远小于轧光操作中常见的150m。这就是说，在该应用领域还具有成本优势。

从技术观点出发，当前存在向共挤出发展的明显趋势。过去常常是将BOPET膜与阻隔膜复合，但现在可以在一步工序中共挤出这种结构的薄膜，这种工艺已成功应用于莱芬豪舍流延片材涂覆生产线中。

与BOPET生产线相比，生产线尺寸较小，生产量较低，因而具有较高的灵活性。可以生产一些特殊薄膜厚度的小订单，还可以针对一些特殊应用场合调整配方。

莱芬豪舍CSC公司销售经理Michael Beckhoff说： 可以生产多种产品，例如还可以生产CPP薄膜，薄膜质量以及生产效率与传统CPP生产线相同，大幅拓宽了生产线的适用范围，提高利用率，简言之，赋予PET新的活力。

不需要干燥的注塑工艺

免干燥技术除了于挤出系统上的应用外，也开始出现在注塑方面。据美国SPE刊载，三名韩国研究人员Sang-WonWoo、Yeong-Eun Yoo和Sun Ky搅匀试样oung Kim最近开发了一种工艺技术，利用该技术，不需要预先干燥聚合物粒料就可以生产高质量的注塑产品。其原理是在整个注塑过程将聚合物保持在水合状态，阻止水蒸发在模具内形成气泡。在聚合物固化前保持模腔压力高于特定熔体温度下的饱和水蒸气压力就可达到这一目的。

据介绍，利用气体反压装置升高注塑过程中塑料的压力，通过抑制水蒸发防止形成气泡，可省去成本高贵的干燥工序。在注塑过程中，水蒸发形成气泡会产生严重的表面缺陷。由于大多数热塑性塑料树脂都混凝设备会吸收水分，所以在注塑前干燥聚合物粒料就可以防止形成气泡。

这个研究指出，增大压力，提升饱和温度来抑制蒸发，采用气体反压（GCP）技术可以达到这一目的，GCP技术长期用于改善泡沫模塑产品的机械性能。与传统注塑工艺不同，采用GCP技术时要设置良好的排气机构。可通过针与模具或分型线之间的间隙实现排气。

但是，对模腔进行增压时，需要密封膜腔，切断其与周围空气的连通，之后连接到一个增加器。三名研究员设计并制造了这种模具和GCP系统，在不需要预先干燥的条件下进行注塑。他们也开发了一种控制系统来保持模腔的压力。需要针对未填充模腔及熔体压力的变化将模腔压力调节到预设值。此外，需要配备容积充足的增压器。

研究分析了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚胶刮刀碳酸酯（PC）注塑件的因此经常使用于将各种非电量转换成位移后再进行丈量的场合外观质量和机械性能，以此来评估GCP注塑技术的效果。用电动注塑机（SumitomoSE-50D）对所设计的系统进行了试验，所有情况下，模具温度都设定为60℃，注塑速度为每秒50毫米。由未干燥PMMA制备的拉伸试验样件含有大量的气泡，但采用GCP技术制造的样件无气泡。

研究人员又利用GCP系统以回收PC（注塑前不进行干燥）制造了一种工业产品。不采用GCP时，注塑件表面有大量的可见小坑，而采用GCP装置注塑的部件，表面光滑，无瑕疵。部件质量可以达到工业应用要求。

总之，GCP系统不需要干燥工序就可制造高质量产品，其原理是将压力保持在高于饱和压力来提升饱和温度，可防止注塑过程中所吸收的水分从聚合物中蒸储能水罐发出来。该技术很容易实现工业化，目前研究正集中在注塑过程中的蒸发机理，以及开发针对GCP的易于实现的模具改造技术。

该系统的开发得到韩国中小企业管理局的资助。该研究也是韩国知识经济部资助的大表面微机械系统技术开发项目将增进行业的缝纫机健康发展、保证HCFCs替换工作的顺利进行及行业整体技术水平的提高的一部分。国立首尔科学技术大学（Seoul National University of Science and Technology）的工业学术合作基金（Indust如玻纤增强、磁性塑料、导电材料、新型陶瓷等物料的挤出加工ry Academic Cooperation Foundation）也资助了本研究。韩国Uni-SolutionPlus将整套系统实出了工业化，称为UNIMAS。