رطوبت گیری یاگازگیری مواد پلاستیکی و بسپار های پلیمری در جهت خشک نمودن آن ها ار کمترین میزان ناچیز از رطوبتمی تواند باعث بهبود فرتین تولید گردد و در نهایت محصولی با کیفیت را داشته باشید. اگر چه به ظاهر رطوبت موجود در مواد قابل رویت نمی باشد اما این نوع مواد پلاستیکی در طول پروسه تولید، حمل و نقل و انبارداری رطوبت موجود در هوا را بنا بر جنس مواد و اختلاف دمای محیط یا هر دلیل دیگری جذب می کنند و به عبارتی باید در نظر داشته باشید که تمام پلیمرها و مواد پلاستیکی با توجه به شرایط محیطی به صورت بالقوه حامل رطوبت اضافی بر روی سطح یا در تراکم خود هستند بنابراین حتما این رطوبت بایستی قبل از شروع فرایند تولید از مواد پلاستیکی زدوده شوند. دارا بودن رطوبت اضافی حتی اگر به مقدار بسیار ناچیزی به نظر بیاید در پلیمر موجب بروز عدیده مشکلات در طول فرایند تولید می گردد جدی از اینکه محصولی غیر استاندارد تولید می گردد باموجب بروز اثرات منفی در ظاهر و برخی خواص قطعه نهایی تولیدی می گردد.
در هنگام انجام پروسه قالب گیری تزریقی تاثیر رطوبت بر روی مواد پلاستیکی بسیار فرآوان می باشد. از جمله تاثیراتی که رطوبت می تواند بر روی پلاستیک ھا داشته باشد علاوه بر ایجاد ترک، سفید شدگی و حباب ھای ھوا نیز می تواند موجب تخریب مواد پلاستیک در حین تزریق و کاھش عملکرد ھای آن ھا گردد. بنابراین، لازم است میزان اندازه رطوبتی که در پلاستیک ھا وجود دارد در حین انجام پروسه قالب گیری تزریقی و دیگر پروسه ها کنترل گردد.
عوامل بسیاری زیادی می توانند در در انجام پروسه خشک کردن مواد پلاستیکی تاثیر گزار باشد. بخشی از این عوامل موثر عبارت از : دمای خشک کردن،جریان ھوا، زمان، دمای عملکرد و محیط و...می باشند. در ادامه این موارد را شرح خواهیم داد:
دمای خشک کردن برای هر کدام از انواع مواد پلاستیکی متفاوت می باشد. توجه داشته باشید که، میزان درجه دمای وارده جهت خشک کردن کامل مواد پلاستیکی امری حساس و حیاتی می باشد به گونه ای که اگر دمای کمتر از میزان مورد نیاز باشد ممکن است موجب خشک شدن ناکافی
مواد پلاستیکی گردد و به همین نسبت هم چنانچه میزان دمای وارده بر مواد پلاستیکی زیاد باشد می تواند موجب تخریب و تغییر عملکرد مکانیکی و فیزیکی در مواد پلاستیکی گردد.
جریان ھوایی که برای خشک کردن از آن بهره می برید هر چه بیشتر باشد، خشک شدن مواد پلاستیکی با کیفیت بھتری انجام می پذیرد. جالب است بدانید که این جریان ھوا نیز دارای مقدار بھینه و استانداردی می باشد که میزان آن شامل تراکم 1/5 الی 3/5 متر مکعب از هوا بر روی هر کیلو گرم است. ای گزارش شده است.
برای کنترل رطوبت به طور مناسب در مواد پلاستیکی ابتا بایستی از تجھیزات مناسبی استفاده شود.از انواع این تجهیزات می توان به خشک کن ھای ھوای داغ، نیم ھوای داغ و نیم رطوبت زدا و رطوبت زدا اشاره نمود که در ادامه(انتهای مقاله) هر کدام به اختصار توضیح داده می شوند. توجه داشته باشید که نوع خشک کن انتخاب شده مناسب باید با نوع مواد بسپاری که قرار است خشک شود متناسب باشد.
به عنوان نمونه برای مواد پلاستیکی که شامل انواعی مانند PP ،PE ،PS ،PVC و PPS هستند به دلیل این که جذب رطوبت خیلی بالایی ندارند می توانید از انواع خشک کن ھا با ھوای داغ عمومی استفاده نمایید. و همین طور برای مواد پلاستیکی که شامل اناعی از ABS ،PMMA ،PC ،POM و PBT هستند و معمولا بنا بر جنس آنها قابلیت جذب رطوبت را تا اندازه متوسط یعنی کمتر از 0/05 درصد را دارند می توانید از خشک کن ھا نیم ھوای داغ و نیم رطوبت زدا جهت خشک نمودن این مواد استفاده کنید. و ندر نهایت برای مواد پلاستیکی با توانایی بالا در جذب رطوبت یعنی به میزان کمتر از 0/02 درصدکه از جمله آنها می توان به PA ،PET و PES اشاره نمود باید از خشک کن ھای رطوبت زدایی کامل استفاده شود چون که این گونه مواد پلاستیکی برای استفاده باید به طور کامل خشک شوند.
انواع مواد پلاستیکی را از لحاظ جنس و رفتار ذاتی آن ها در حین مواجهه با رطوبت را در حالت کلی میتوان در دو دسته تقسیم بندی کرد که شامل موارد زیر می باشد :
در حقیقت مواد پلاستیکی که از این نوع هستند هنگامی که در معرض رطوبت محیط قرار می گیرند آن را فقط بر روی سطح بیرونی خود جذب و نگهداری می کنند که این نوع رطوبت و جنس پلاستیک را با استفاده از دمش هوای گرم می توان خشک کرده و جهت اغاز فرایند پردازش آماده نمود و این نوع رطوبت به سادگی قابل دفع می باشد در نتیجه با روش دمش هوای گرم می توان پلاستیک را خشک و مورد استفاده قرار داد.
مواد پلاستیکی که از نوع دسته دوم یعنی رطوبت گیر هستند در واقع رطوبت را درون خود یعنی در همان هسته گرانول مواد اولیه جمع می کنند و در مورد این دسته از مواد بهترین گزینه جهت خشک نمودن یا گاز گیری این نوع مواد استفاده از خشک کننده های رطوبت زدا Dehumidifying dryer می باشد.
قبل از تولید محصولاتی از جنس PA،ABS،PET،PC،PS که بنابر جنس آن ها گرایش فراوانی به جذب رطوبت تحت هر شرایطی را دارند و در حالت کلی وپلیمرهای رطوبت گیر این چنینی حتما باید برای اطمینان از رسیدن به یک محصول نهایی با کیفیت مناسب باید رطوبت گیری انجام شود و مواد کاملا خشک شوند.
توجه داشته باشید که انجام رطوبت گیری ناقص یا رطوبت گیری نامناسب می تواند موجب پایین آمدن خواص مکانیکی مانند ؛ مقاومت ضربه ای ، مقاومت کششی و ایجاد اثرات نا مطلوب در ظاهر قطعه تولیدی شود.
یکی از بارز ترین مزیت پلاستیک های و محصولات تولید شده از این جنس مواد نسبت به محصولات و مواد از جنس فلزات را می توان به یقین مقاومت مناسب پلاستیک ها در برابر رطوبت دانست، یا این که دیگر مزیت آن ها مقاومت صد در صدی آنها در مقابل پدیده زنگ زدن و خوردگی است. همان طور که میدانید همه انواع پلاستیکها در بعضی اوقات با توجه به شرایط گوناگون قابلیت جذب رطوبت را دارند اما در اینجا اشاره ای به آن دسته از رطوبت داریم که به درون گرانول ها نفوذ پیدا می کنند که عموما این گونه رطوبت در طی فراین جا به جایی و انبار کردن و تولید مواد، جذب پلاستیک می شود و در صورتی که به نحوه ای نامناسبخشک شود قطعا این رطوبت موجود در مواد پلاستیکی تاثی نامطلوبی بر کیفیت محصول نهایی خواهد گذاشت.همان گونه که اشاره شد جدای از این دسته نوعی دیگر از مواد پلاستیکی هستند که جذب رطوبت را فقط بر روی سطح خود دارند که این نوع رطوب با کمترین عملیات و به راحتی قابل خشک کردن است.
حال این سوال پیش می آید که اثرات نامناسبی که می تواند به علت وجود رطوبت در انواع مواد پلاستیکی در محصول نهایی نمایانگر می شون چیست؟ و این که در چه زمینه هایی می تواند باشد؟
برای پاسخ دادن به سوالات فوق اثرات منفی که در رطوبت گیریبه طرز نامناسب رخ می دهند به همراه مشکلات رایج در خشک کردن نامناسب انواع مواد پلاستیکی شامل پلی آمید ها، پلی کربنات ها، پلی سولفون ها را در ادامه با ذکر موارد آن شرح خواهیم داد. این موارد عبارتند از:
دقت داشته باشید که موارد زیر در صورت خشک نکردن و رطوبت گیری ناقص در مواد و پلاستیکی می تواند در محصول نهایی به وجود بیاید.
حبابهای ناشی از رطوبت موجود در مواد پلاستیکی می تواند موجب خراب شدن سطح ظاهری قطعه و ضایع کردن آن شود، اثرات نا مطلوب در این زمینه امکان دارد که به نحوی که در موارد زیر ذکر شده خود را نشان دهد :
رطوبت می تواند تاثیر بسزایی در پایین آمدن خواص فیزیکی و مکانیکی انواع مواد پلاستیکی گردد. حبابهای به وجود آمده از رطوبت در هنگام تولید می توانند منجر به ایجاد حفره در داخل قطعه تولید شده نهایی گردد. رطوبت همچنان قابلیت این را دارد که موجب کاهش در وزن مولکولی نسبت به حجم محصول و به هم ریختن این تناسب به دلیل پدیده هیدرولیز شود.
نکته: توجه داشته باشید که برای محصولات پلاستیکی مانند پلی کربنات و پلی استر دارا بودن مقاومت ضربه ای امری حیاتی و بسیار مهم در کیفیت آن می باشد بنابراین رطوبت گیری و خشک کردن این گونه مواد بسیار پر اهمیت می باشد.
مقدار رطوبتی که یک پلیمر معمولا جذب می کند وابسته به چندین عامل است . نخستین عامل تعیین کننده میزان جذب رطوبت در مواد پلاستیکی نوع جنس خود پلیمر می باشد به شکلی که هر نوع از این مواد دارای مشخصات جذب مختص خود هستند. برخی دیگر از انواع پلاستیک ها تمایل ذاتی بالاتری بنا به جنس مولکولی خود در جذب رطوبت دارند بنابراین رطوبت می توانند بیشتری نسبت به سایر مواد مشابه جذب نمایند. جالب است بدانید که نه تنها هر پلاستیک مشخصه جذب رطوبت مختص به خود را دارد بلکه هر گریدی از یک نوع گروه بندی مواد پلاستیکی هم می تواند شامل مشخصات جداگانه ای برای گرید خود باشد.
دومین عامل تعیین کننده در میزان جذب رطوبت مواد پلاستیکی میزان در معرض قرار گرفتن مواد به ذلیل شرایط آب و هوایی یا رطوبت در هوا، همچنین نسبت درجه حرارت هوای محیط و گرانول ها می باشد.
متغیرهایی که باعث تقلیل میزان رطوبت در پلاستیک که به نحو بسزایی در خارج نمودن رطوبت یا خشک کردن تاثیر دارند عبارتند از :
خشک کردن مواد پلاستیکی به عملیاتی گفته می شود که بر عکس عمل جذب رطوبت را بتواند بر روی پلیمر مد نظر انجام دهد یعنی خارج کردن رطوبت موجود در گرانول ها تا حدی که رطوبت به حداقل میزان خود و بازه استاندارد برای پردازش رسیده باشد. خشک کردن مناسب موجب یکنواختی در تولید در نتیجه تولیدی آسان تر در سرعت مورد نظر با بالا ترین راندمان می گردد.
در اکثر موارد با نگاه کردن به مواد پلاستیکی طوری بهنظر میرسن که انگار کاملا خشک هستند. اما توجه داشته باشید که، همیشه هر چیزی آنگونه که به نظر می رسد نیست. مواد پلاستیکی جاذب رطوبت به عنوان مثال مانند پلی کربنات، نایلون و PET ، دارای جنسی میباشند که به طور ناخداگاه رطوبت را از هوای محیط اطراف را به خود جذب می کنند. بنابراین، اگر چه این مواد به روش "خشک" تهیه و تولید شده است اما هنگامی که به پردازنده مورد نظر وارد می شوند ممکن است شامل مقدار قلیلی از رطوبت باشند. در طول پروسه پردازش، یک واکنش شیمیایی یا همان هیدرولیز انجام می پذیرد که ساختمان مواد پلاستیکی و ساختار زنجیره های پلیمری طویل و بلند را به طرز قابل توجهی کوتاه می کند. دقت کنید که جهت تولید یک محصول ایده آل زنجیره های پلیمری در شکل طولانی مورد نیاز والزامی می باشد. زیرا زنجیره های کوتاه باعث به وجود آمدن محصول نهایی با کیفیت پایین می شود.
هرگز از مواد دارای رطوبت استفاده نکنید زیرا تلاش جهت پردازش مواد خام که دارای رطوبت هستند منجر به فراهم آمدن تعداد بسیاری از مشکلات گران قیمت مشابه نابود شدن میزان کیفیت محصول از لحاظ قدرت و حتی ظاهر می گردد.از طرفی دیگر هم باید توجه داشته باشید که خشک کردن بیش از حد مواد،که می تواند شامل دمای بیش از حد یا زمان طولانی پروسه خشک کردن امکان فراهم آوردن مشکلات حیاتی و بسیار خطرناک را در فرایند تولید به طور بلقوه ای افزایش می دهد. به خصوص هنگامی که از رنگدانه ها استفاده شود، خشک شدن بیش از حد و زمان طولانی در فرایند خشک کردن می تواند موجب تغییر رنگ و تیره شدن موادپلاستیکی در محصول نهایی و ایجاد رنگی غیر قابل انتظار شود.
چند نمونه از انواع دستگاه های خشک کن مواد پلاستیکی و پلیمری به نسبت مکانیسم عملکرد آنها و متناسب بودن در ادامه معرفی خواهند شد و عبارتند از:
1 ) خشک کن نمگیر
2 ) خشک کن های چرخ روتاری
3 ) خشک کن فشار پایین و یا خشک کن های خلاء
4 ) خشک کن هوای فشرده
5 ) خشک کن هوای گرم
خشک کن های نم گیر به این جهت طراحی شده اند که قبل از پردازش رطوبت موجود در مواد پلاستیکی از بین رفته و آماده شود. هوا از طریق یک بستر خشک کن با فشار بر مود پلاستیکی وارد می آید تا این مواد را در معرض هوا بسیار خشک کند. سپس این هوا در یک درجه معین از دما حرارت و گرما بر روی آن اعمال می شود و بعد از این مرحله به یک هاپر خشک کن که حاوی مواد مرطوب می باشد وارد می شود. توجه داشته باشید که این هوای گرم و خشک باعث جداشدن رطوبت و بیرون آمدن رطوبت از مواد می شود؛ و در نهاییت هوای اشباع شده از رطوبت مواد پلاستیکی از هاپر خشک کن خارج گردیده و مجددا به بستر خشک کن وارد می شود این عمل موجب می شود تا رطوبت جدا شده از مواد پلاستیکی قبل از آغاز نمودن دوباره چرخه فرایند خشک کردن به طور کامل حذف شود.
شایان ذکر است که این بستر خشک کن دارای یک ظرفیت مشخص جهت حفظ و نگهداری رطوبت می باشد که پس از رسیدن به حد معین آن لازم است که عملیات نیاز به بازسازی یا همان خشک کردن برای دستگاه خشک کن نمگیر انجام پذیرد. در حالت کلی، پردازنده های مواد پلاستیکی از دو نوع خشک کن جهت انجام عملیات خشک کردن و نم گیری استفاده می نمایند که یکی با نام احیا کننده و دیگری برج دوقلو می باشند و اما در خصوص مورد دوم، هنگامی که بستر خشک کن به سر حد ظرفیت رطوبت خود می رسد، جریان هوا به صورت اتوماتیک به تخت خشک کن ثانویه یا اصطلاحا دوقولوی آن انتقال پیدا می کند تا پروسه خشک کردن بی وقفه ادامه یابد. در همین هنگام به طور همزمان، بستر خشک کن اول به جهت حذف نمودن رطوبت موجود در آن در طی فرآیندی حرارت دیده ، خنک شده و بازسازی می گردد، سپس بعد از این مرحله مجددا آماده جذذب رطوبت می باشد.
خشک کن های چرخ روتاری (دوار) جهت برطرف مسائل مربوط به مصرف انرژی بالا و دیگر مسائلی که موجب کاهش بودجه و در نهایت توان تولید می شوند طراحی و ساخته شده اند همانگونه که می دانید در سایر انواع خشک کن ها این قبیل مسائل به وفور دیده می شوند.
خشک کن روتاری دارای یک نقطه شبنم است، در حالی که در خشک کن بستر دوقلو نقطه شبنم از حد بسیار کمی آغاز می گردد و همزمان با اشباع بستر خشک کن میزان آن افزایش پیدا می نماید. هنگامی که جریان هوا به بستر خشک کن دوم منتقل می شود و این بستر باز سازی می گردد، نقطه شبنم مجددا از مقدار حد پایین شروع می شود. کنترل نمودن نقطه عطف شبنم یکی از بارزترین ویژگی ها در طراحی و ساخت خشک کن روتاری می باشد که به اپراتورش این اجازه را خواهد داد که بتواند یک نقطه شبنم مناسب برای مواد در حال پردازش انتخاب نموده و سعی داشته باشد در طی فراین خشک کردن مواد پلاستیکی مقدار آن را در حد ثابتی نگه دارد.این یکی از ویژگی های بسیار مفید و حائز اهمیت که موجب می شود تقریبا خشک کردن به صورت بیش از حد از بین خواهد رفت. بنابر داشتن درجه حرارت پایین تر در فرایند بازسازی، در مقایسه با بعضی از مدل های خشک کن روتاری قابلیت این را دارند که به صورت کارآمد تری از خشک کن ها دوقلو،عمل نمایند و در مصرف انرژی به مقدار حدودا تا 40٪ صرفه جویی کنند و به نسبت آن هم بازدهی انرژی مفید تری از خود به جای بگذارند.دقت داشته باشید که این شرایط بستگی به سازنده خشک کن و نحوه طراحی پیاده سازی شده در آن دارد به طور مثال هنگامی که تنها یک تکنولوژی شامل مدار 3 مرحله ای در طراحی به کار رفته باشد طبیعی است که مواردی مانند صرفه جویی در مصرف انرژی و ... کمتر نمایان می گردد.فن آوری 4 مرحله ای نیز در دسترس می باشد. خشک کن روتار ی از یک چرخ دوار استفاده نموده که باعث میشود به صورت مداوم بستر خشک کن بازسازی شده را به خدمت بگیرد، زیر قابلیت بازسازی بستر خشک کن اشباع شده از رطوبت را در هر چرخه دارا می باشد. با توجه به این که بستر خشک کن های مورد استفاده در خشک کن های سنتی نم گیر از متریالی مانند دانه خشک کن و چسب خاک رس ساخته شده است در طی مدت زمان نه چندان طولانی مستهلک می گردند،اما در خشک کن چرخ روتاری از 3 برابر این مقدار ماده خشک کننده خالص استفاده شده است.جالب است بدانید که بستر خشک کن در انواع برج دوقلوی و انواع خشک کن نم گیر در دمای 320درجه سانتی گراد بازسازی می گردند، ولی در خشک کن روتاری این دما 140درجه سانتی گراد می باشد که باعثبازدهی بالای انرژی و صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی می شود. در ضمن جهت بازسازی آن ها از آب سرد استفاده نمی شود و به هوای فشرده هم نیازی نیست.
خشک کن کم فشار و یا خشک کن های خلاء با بهره گیری از ایجاد خلاء در فضای مورد نظر موجب کاهش نقطه جوش آب از میزان دمای 100 درجه سانتی گراد به دمای 56 درجه سانتی گراد می شوند و همین امر به پروسه خشک کردن مواد پلاستیکی سرعت بیشتری خواهد داد. رطوبت از مواد گرم و حرارت دیده سریعا خارج می گردد و در نتیجه مواد را برای آغاز فرایند قالب گیری یا اکستروژن آماده می سازد. در حالت کلی، این گونه خشک کن های فشار پایین مواد پلاستیکی را در یک ششم زمان مورد نیاز برای سایر انواع خشک کن ها بستر خشک کن را رطوبت زدایی می نماید در ضمن استفاده از این نوع خشک کن ها در قیاس با خشک کن های معمولی مزایای فرآوانی هم از جهت تامین مالی و هم از نظر پروسه های مورد نیاز برای تولید می باشد.توجه داشته باشید که در این نوع روش خشک کردن اصلا از بسترهای خشک کن استفاده نمی کند و به همین علت، نه تنها باعث صرفه جویی در هزینه های تولید می گردد بلکه موجب صرفه جویی در صرف زمان مورد نیاز جهت حفظ و جایگزین نمودن بستر خشک کن خواهد شد. علاوه بر موارد فوق شایان ذکر است که به دلیل کم بودن میزان زمان مورد نیاز جهت خشک شدن ارائه شده توسط این نوع دستگاه ریسک خراب شدن یا همان تجزیه شدن مواد را کاهش میدهد و در نتیجه الزامی بر قرار گرفتن مواد به مدت طولانی در حال خشک شدن نیست.
خشک کن هوای فشرده ،از بارزترین ویژگی های این نوع خشک کن ها می توان به جمع و جور و سبک وزن،بودن آن ها اشاره نمود این خشک کن ها به نحوی طراحی و ساخته شده اند که بر روی دهانه ماشین پردازش نصب شده و جای داده شوند، چنان چه با وجود این مزیت ها می توانید از یک قاب ایستاده به صورت جداگانه برای این کاربرد استفاده شود. در حالت کلی یک روش خشک کردن برای ماشین آلات با توان ورودی کوچکتر، خشک کن هوای فشرده می باشد، که مانند خشک کن نم گیر، به بستر خشک کن دوقلو تجهیز گردیده است. تفاوت اصلی بین این دو نوع دستگاه خشک کن این است که در دستگاه خشک کن با هوای فشرده جریان هوا توسط هوای فشرده تولید می گردد، اما در دیگر انواع دستگاه خشک کن جریان هوا از دمنده های مکانیکی برقی، تولید می شوند.
خشک کن هوای گرم به این کاربرد طراحی شده اند که رطوبت سطحی مواد پلاستیکی از نوع رطوبت زدا یا غیر جاذب رطوبت را حذف نموده و مواد پلاستیکی را قبل از آغاز فرآیند پردازش به میزان مورد نیاز جهت خشک کردن آن ها حرارت دهد. این گونه پیش حرارت دادن مواد پلاستیکی به ویژه تحت شرایطی به کاربرد دارند که به عنوان مثال موادی پلاستیکی در هوای سرد بیرون از محیط تولید نگه داری می شدند سپس برای انجام پروسه پردازش به محیط گرم تری و غالبا با رطوبت بیشتر انتقال داده شوند. در این شرایط معمولا مواد پلاستیکی به طور ناگهانی و به دلیل اختلاف دمای بین مواد و محیط به میزان قابل توجهی رطوبت جذب می نماید و اصطلاحا عرق می کند.
معمولا این نوع دستگاه ها دارای یک قیف هستند که به خوبی عایق بندی شده است به همراه دمنده ای و هیتری که به آن متصل شدهاست(مانند شکل زیر). هوای گرم از طریق دمنده از جانب هیتر بر ذرات ماده یا مواد پلاستیکی دمیده می شود و هوایی که حامل رطوبت بوده و مرطوب است به سمت بیرون قیف رانده می شود.
درحال پردازش ...
