TPU的硬段具有較強的吸濕性,如果加工前沒有充分干燥,在高溫加工過程中,水分會導致聚合物鏈分解成胺和二氧化碳,最終容易導致加工制品出現不平滑、無光澤且出現泡沫狀和起泡等問題,加工過程也不穩定,降低生產效率。
所以,TPU粒子在加工前必然會有一道除濕干燥的工序,使得TPU的含水率降低到一定的限度,車衣方面據行業人士透露是含水率<0.01%。
第二屆車衣論壇的演講嘉賓博銳斯? 總經理??冷勇進行了《脂肪族TPU加工性能解析》的主題演講。
演講中,冷總強調了TPU粒料除濕干燥的重要性,分析了TPU含水量對車衣膜性能的影響,并介紹了博銳斯TPU粒料除濕干燥的方案。要達到TPU粒料含水率<0.01%,這對除濕干燥設備提出了更高的要求。
有研究表明,生產好的顆粒,哪怕廠商提前做了干燥,但是收到貨后,經過漂洋過海或者長途運輸,在warehouse(倉庫) 儲存之后,含水量都會超出擠出加工所允許的水平,所以還是要進行除濕。
如果做檢測,開了包裝的顆粒母粒的含水量一般都大于 0. 1%,就是 1000 ppm 以上,這跟生產需求差了十倍都不止,如果開了包裝,水分吸收得會更多,所以一定要除濕,水分對 TPU 性能的影響是非常大的,輕則擠出量不穩定、厚度不穩定,重則表面有氣泡、光澤不好甚至有破洞。
如果審慎地測最終做出來的產品特性,它的分子量會下降,因為在高溫高壓下,材料會降解,導致物性下降,拉伸強度下降,耐老化性也會變差,車衣要求很高的機械強度,機械強度也不達標,所以除濕的重要性怎么強調都不為過。
這是我們做的一個研究,最左邊的吸濕曲線圖是在不同的環境溫度和濕度下,TPU 顆粒在存放過程中吸水的速度,可以看到在正常情況(常溫常濕條件)下,材料在空氣中暴露超過 15 分鐘,它的吸水量已經不滿足生產的需要了,所以整個過程要求極為苛刻。
中間的圖表示水分對材料在擠出機中流變學的影響。水分超標,材料流動性變好,也代表它的分子量下降了,流動性太好,分子量下降,那么材料的特性就下降了。
右圖直觀地闡述了如果水分超標,最終得到的產品的物性下降情況,可以看到如果水分超過 2000 ppm,那么加工出來的車衣膜性能下降50%,甚至更多,完全不能接受了。
那么怎么去干燥?我們是做車衣膜的廠商,一般來說這是我們的秘密,但是受到艾邦邀請,那我們在行業里面跟大家分享一下,一般我們采用分子篩除濕干燥。
通俗地講,空氣經過分子篩,空氣中絕大部分的水分子被吸附,得到非常干燥的空氣。干燥的空氣經過加熱之后通過顆粒,把顆粒中的水分帶走,周而復始,吸了水的分子篩會有一個再生的過程,這個再生的過程就把分子篩滿血復活,可以繼續工作。
我們也比較了用除濕干燥和其他常規的干燥方法對含水量的影響,可以看到最下面的曲線,是用除濕干燥的效果,可以看到它在比較短的時間內,大概 120 分鐘內,水分已經低于 300 ppm,如果時間再長一點,水分可以滿足低于 100 ppm,如果用熱風干燥,干燥的時間很長,最終的含水量還是大于100ppm,所以我們要配備比較先進的設備來除水。
原文始發于微信公眾號(艾邦車衣膜論壇):車衣TPU粒料除濕干燥影響分析