从根本上讲，回收塑料造粒是将塑料废弃物重新熔化、过滤并重塑成均匀颗粒（或称粒子）的过程。这通过一种称为挤出机的机器完成，它将塑料熔化，通过过滤系统去除污染物，然后将纯化的熔融塑料通过模具挤出。切割系统随后将挤出的塑料股切成小而一致的颗粒，以便在制造中重复使用。
造粒的根本目标不仅仅是切碎塑料，而是通过从高度可变且通常受污染的废物流中创造出清洁、一致且可预测的原材料来恢复其价值。成功取决于纯化和均质化。
造粒为何是关键的回收步骤
目标：创建可用原料
制造商需要可预测且易于加工的原材料。未经加工的碎塑料片通常在尺寸、形状和纯度方面不一致，这使得它们难以送入注塑机等制造设备。
相比之下，颗粒是均匀的。它们一致的尺寸和密度允许可预测的熔化行为和平稳的自动化进料，使其成为原生塑料树脂的直接替代品。
挑战：污染和降解
回收塑料从不完美清洁。它含有非塑料污染物，如纸张、金属和污垢，以及水分和不同类型的不相容塑料。
如果没有强大的造粒过程，这些污染物最终会进入最终产品，导致结构缺陷、外观缺陷和设备损坏。如果处理不当，加工所需的热量还会进一步降解塑料。
造粒的分步过程
阶段1：预处理和进料
在塑料进入造粒机之前，必须对其进行准备。这通常涉及将其粉碎成更小、更易于处理的薄片。
粉碎之后，一个关键的清洗和干燥阶段会去除表面污垢、标签和残留液体。干燥不足是颗粒质量差的主要原因，因为滞留的水分会变成蒸汽并在最终产品中产生空隙。
阶段2：熔化和均质化
清洁干燥的薄片被送入挤出机。在挤出机内部，一个旋转的螺杆将塑料通过一系列加热区输送。
这个过程熔化塑料，并利用螺杆的剪切作用将其彻底混合，形成均匀的熔融聚合物。这确保了源材料中的任何变异都被混合在一起，以获得更一致的产出。
阶段3：熔体过滤
这可以说是回收材料最关键的阶段。熔融塑料被强制通过一个精细的滤网包或过滤器。
这个熔体过滤步骤物理捕获了在清洗过程中未去除的固体污染物，例如金属碎屑、木屑或未熔化的材料。先进的系统使用连续换网器，可以在不关闭整条生产线的情况下更换过滤器。
阶段4：脱气和脱挥发分
许多塑料，特别是那些没有完全干燥的塑料，在熔化时会释放出滞留的水分和其他挥发性化合物。
挤出机通常配备有排气口（通常在真空下）以排出这些气体。这个脱气步骤对于防止多孔、泡沫状颗粒以及提高塑料的整体密度和结构完整性至关重要。
阶段5：模头切割和冷却
经过过滤和脱气后，清洁的熔融塑料被推过模头，形成连续的股线。然后，切割系统将这些股线切成颗粒。
颗粒立即冷却，通常用水或空气冷却，使其固化成最终形态。主要有两种方法：拉条造粒和水下造粒。
关键造粒技术
拉条造粒
在这种方法中，塑料股线从模具中挤出，并被拉过水浴冷却，就像意大利面一样。生产线末端的旋转切割机随后将固化的股线切成颗粒。
该系统机械结构更简单，通常初始投资成本较低。然而，它容易出现断条，这需要操作员干预并可能导致停机。
水下造粒 (UWP)
在这里，模头与水流直接接触。当熔融塑料从模具中挤出时，一组旋转刀片立即将其切成颗粒，这些颗粒立即固化并被水带走。
UWP系统高度自动化，生产更均匀的球形颗粒，并消除了断条问题。它们是高产量、高质量操作的标准，但资本成本和复杂性更高。
理解权衡和陷阱
敌人：污染
即使少量污染也可能毁掉一批颗粒，或者更糟的是，损坏昂贵的设备，如挤出机螺杆或模具。投资强大的前期分拣和清洗总是比处理下游污染更具成本效益。
水分的影响
水分是一个持续的挑战。除了在颗粒中造成空隙外，它还可能导致某些聚合物（如PET）的水解降解，永久性地破坏塑料的分子链并降低其强度。高质量的工业干燥机不是可选的开支。
通过添加剂增强性能
回收过程可能会降低塑料的原始性能。造粒提供了将添加剂直接引入挤出机的绝佳机会。这些添加剂可以包括防止进一步热降解的稳定剂、增加韧性的抗冲击改性剂或着色剂。
为您的运营做出正确选择
- 如果您的主要关注点是低初始投资和操作简单性： 拉条造粒通常是小型或要求不高的应用中最具成本效益的切入点。
- 如果您的主要关注点是高产量和优质颗粒： 自动化水下造粒系统将提供卓越的一致性、更高的正常运行时间和更低的长期劳动力成本。
- 如果您正在处理高度污染或混合的塑料： 您的成功更多地取决于投资强大的上游分拣、清洗和熔体过滤技术，而不是切割方法。
- 如果您需要恢复或修改聚合物性能： 双螺杆挤出机提供卓越的混合能力，使其与标准单螺杆挤出机相比，更适合与添加剂进行复合。
最终，成功的塑料造粒将问题废物流转化为有价值且可靠的工业资源。
总结表：
| 工艺阶段 | 关键设备 | 主要目标 |
|---|---|---|
| 预处理 | 粉碎机、清洗机、干燥机 | 清洁干燥的塑料薄片 |
| 熔化与均质化 | 挤出机（单/双螺杆） | 创建均匀的熔融塑料 |
| 熔体过滤 | 换网器/过滤器 | 去除污染物 |
| 脱气 | 排气式挤出机（真空） | 去除水分和挥发物 |
| 造粒与冷却 | 模具、切割机、水/空气冷却器 | 形成均匀、固体的颗粒 |
| 造粒方法 | 最适合 | 关键考虑因素 |
| 拉条造粒 | 小批量、成本敏感型操作 | 易断条，机械结构更简单 |
| 水下造粒 (UWP) | 高产量、高质量产出 | 成本较高，颗粒均匀性更优 |
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