Способ грануляции полимерных материалов

ОПЫСАББЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(76) Коугия Феликс Александрович(54) СПОСОБ ГРАНУЛЯЦИИ ПОЛИМЕРНЫХМАТЕРИАЛОВ(67) Использование: в химическом машиностроении и может быть использовано при переработкевлажных полимерных материалов в червячной сушильной машине, Сущность изобретения: полимерный материал подают в червячную сушильнуюмашину. Экструдируют его червяком через фильеру. Осуществляют гранупяцию потока материалапосредством подачи струи жидкости на материал(19) ЮУ (11) 2000934 С 1 (51) 5 В 29 В 13 Об В 29 В 9 Об Струю жидкости для грануляции образуют в виде слоя перегретой жидкости перед входом полимерного материала в фильеру. Создают колебания давления в материале на выходе из червяка, минимальные значения которых ниже давления насыщения паров влаги в полимерном материале, а мак - симальные значения превышают это давление. Затем отделяют гранулы от потока. Загрузку червячной машины осуществляют отдельными порциями материалы с влажностью 12 - 17%. К слою перегретой жидкости дополнительно подают пегкокипящую жидкость в зоне выхода материала из канала червяка. 2 з.п. ф-пы,1 табл,4 ил.Изобретение относится к химическомумашиностроению и может быть использовано при переработке влажных полимерныхматериалов в червячной сушильной машине,Известен способ грануляции полимерных материалов, при котором полимерныйматериал подают в червячную машину, зкструдируют его червяком через фильеру иосуществляют грануляцию потока материала посредством подачи текучей среды поддавлением на материал и отделяют гранулыот штока. Недостатком этого способа является то, что он не учитывает возможностисаморегуляции материала в случае наличияе нем влаги,Известен и другой способ гранупяцииполимерных материалов, при котором полимерный материал подак)т в червячнук) сушильную машину. экструдируют егочервяком через фильеру и осуществляютгрэнуляцию потока материала посредствомподачи струи жидкости нэ мдтериап и отцеления гранул от потока.Недостатком этого способз является то,что нд выходе из фипьеры материал будетподвергаться увпзжнению и потребуетсяповторное отделение влаги ст голимерд.Зго приведет к необходимости исг 1 ользооания дополнительных энергетических затрат.Задачей изобретения является уменьшение энергетических затрат нэ грднуляцию.Поставленная задача решзется зэ счеттого, что струю;кидкости для грануппциипотока мзтериэла образуют о виде слоя перегретой жидкости перед входом попилерноо материала о фильеру и ссздэюгколебания ддоления о материале нд выходеиз червяка, минимальные значения которыхниже даопения насыщения пзроо влаги ополимернол 1 материале, а максимальныезначения превышают зто давление, Загрузку червячной машины осуществляю) отдельными по)циямл мдтериалд с влажностью12-17;, К слою перегретой жидкости дополнительно подают легкокипящую гкидкость в зоне выхода материала из канапэчервяка,Нд фиг. 1 успооно изобрагкен г родопьный разрез червячной мдшины; на он. 2 - 4чэстотные характерис) ики длин экструдатоо, полученные при переработке )ерл 1 опластичного эластол 1 ера в червячноймашине.Способ гранупяции полимерных материалов в процессе обезвоживания в червячной сушильной машине осуществляетсяследующим образом. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Влажный полимер подается в полость корпуса 1 червячной сушильной машины через загрузочную воронку(на фиг. условно не показано), захватывается винтовыми спиралями червяка 2 и транспортируется в направлении фильеры 3. В процессе транспортировки червяком 2 полимер подвергается механической обработке и разогреву, При механической обработке материала червяком часть влаги, содержащийся о полимере, удаляется из него и транспортируется вместе с ним в виде отдельных гнезд к фильере 3. При входе материала о фильеру 3 вследствие значительной разницы в вязкостях полимера и содержагцейся о гнездах влаги происходит вытеснение материапоо отжатой влаги в слой "А", прилежащий к входу о фильеру 3. При переполнении слоя "А" влагой, она периодически вытесняется из полости корпуса 1 через фильеру 3 в оиде жидкостного пристенного слоя что приводит к падению давления в материале, рдсполоконном непосредственно перец оходом е фипьеру 3, и вскипанию влаги, содержащейся о полимере, э также влаги, образовавшей слой "А". Вскипание влаги приводит к тому, что на входе в фильеру 3 происходит нарушение сплошности материала и через фильеру 3 начинают проскакивать отдельные частицы материала, т,е. происходит самопроизвольная гранупяция г 1 опимерд.Дпя регулярного протекания процесса самопроизвольной гранупяции влажного попиме)д необходимо, чтобы давление в находящемся перед фильерой 3 материале, создаваемое с помощью червяка 2, не приводило к стдционарному подавлению процесса оскипания влаги в мдтериале и в слое "А" Поэтому загрузку червячной машины вла:кным полимером осуществляют отдельными порциями, причем о процессе работы машины подбираот такую производительность загрузки полимера, при которои визуально наблюдается процесс самопроизвольной грануляции, Загрузка отдельными порциями, т.е. загрузка машины о режиме голодного питания, не только позволяет понизить уровень давления в материд;и) нэ выходе из червяка 2. но также и реапизовэть режим транспортировки полиме 4)э червяком 2, при котором активно протекает механический отжим влаги из полимера с образованием гнезд влаги, пополняющих запас слоя "А", расположенного перед выходом о фипьеры 3, Кроме того работа машины в таком режиме приводит к значительным пульсациям давления в материале на выходе из червяка 2 и позволяет достигнуть условий, при которых минималь2000934 ные значения давления оказываются ниже давления насыщения паров содержащейся в полимере влаги, а максимальные значения превышают это давление. Частота колебаний давления дополнительно регулируется частотой вращения червяка 2. Таким образом достигается реализация процесса самопроизвольной грануляции влажного полимера в процессе его обезвоживания в червячной сушильной машине,Регулярности процесса самопроизвольной грануляции влажного полимера способствует повышение влажности загружаемого в машину материала, Процесс самопроизвольной грануляции реализуется в диапазоне влажности полимера от 12 до 17 ф,. Большая влажность материала оказывается нежелательной по причине сложности осуществления механического разогрева полимера, так как при этом сильно снижается сцепление материала с корпусом 1 машины. Отверстие 4 в корпусе 1 машины позволяет при необходимости подавать в слой "А" легкокипящую при понижении давления жидкость. Подача такой жидкости в слой "ВА" через отверстие 4 позволяет загружать в Формула изобретения 1. спосоБ гРднуляции полимньх мдтегидлов, при котором полимерный материал подают в червячную сушильную машину, экструдируют его червяком через фильеру и осуществляют грануляцию потока материала посредством подачи струи жидкости на материал и отделения гранул от потока, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергетических затрат на грэнуляцию, струю жидкости для грануляции потока материала образуют в виде слоя перегретой жидкости перед входом полимерного материала в фильеру и создают колебания давмашину материал с умеренной влажностью, например в пределах 8 - 10";ь.П р и м е р. На фиг. 2 - 4 изображенычастные характеристики длин экструдатов 5 (И-количество экструдатов определеннойдлины Ь, отобранных иэ общего числа полученных образцов), полученные для дивинилстирольного термоэластопласта при его сушке в червячной машине. В таблице 1 10 представлены режимы переработки материала, соответствующие фиг, 2 - 4.Из фиг. 2-4 следует, что размер получаемых в результате самопроизвольной грануляции частиц можно регулировать путем 15 использования фильер соответствующейдлины. С уменьшением длины фильеры образуются более короткие экструдаты, Близость длины экструдата к длине используемой фильеры позволяет рацио нально подходить к выбору габаритов формующего инструмента червячной машины.(56) Авторское свидетельство СССРМ 1653992, кл, В 29 В 9/06, 1990,25 Патент СССР М 379077,кл. В 29 В 9/06, 1973. ленив в материале на выходе иэ червяка, минимальные значения которых ниже давления насыщения паров влаги в полимерном материале, а максимальные значения превышают это давление,2. Способ по п.1, отличающийся тем, что загрузку червячной машины осуществляют отдельными порциями материала с влажностью 12 - 17.3, Способ по п.1, отличающийся тем, что к слою перегретой жидкости дополнительно подают легкокипящую жидкость в зоне выхода материала иэ канала червяка.