不同改性料如何選擇合適的切粒系統？這份指南建議收藏好！

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（來源：鏈塑網）

計劃投資造粒設備的公司除了基本考慮成本外，還需要通過全面了解其運營和應用需求來選擇合適的系統。目前可以使用三種主要類型的造粒系統，每種都有明顯不同的優缺點。

隨著塑料行業的發展和市場上新要求的不斷出現，即使是長期使用特定系統的公司也可能需要在增加產能時考慮替代方案，以下是對每種類型的評估。

拉條、水環、水下生產的粒子形狀不同

拉條切粒機

在拉條造粒中，聚合物在冷卻和固化后被切割成顆粒。就其性質而言，該系統與擠壓在同線操作，將熔融聚合物計量加入與片材模頭非常相似的線模中，不同之處在于材料通過多個孔離開模頭，每個孔形成一條聚合物線。拉條進入水槽或水槽，在那里被冷卻，然后通過脫水裝置或氣刀進行干燥，最后被送入拉絲造粒機，在那里被切成圓柱形顆粒。這種顆粒形狀的缺點是圓柱體的扁平端容易粘在一起并導致連粒。

切割后，顆粒落入分級機，該分級機去除超大顆粒或結塊，并將其余顆粒輸送到下游。

除了成本最低外，拉條造粒還適用于多種聚合物，比其他造粒系統更易于使用，更容易接觸部件表面以進行清潔和換色，并通過快速更換聚合物來促進聚合物轉換切割組件。因此，它特別適合代工廠和其他頻繁換料的中小型公司。

拉條造粒機的自動化范圍很小，并且比其他造粒系統更加勞動密集。例如，考慮在每次新工作啟動時將多達 75 根鋼絲串在導輥上方和下方所涉及的工作。拉條造粒機在顆粒尺寸方面也受到限制，一些應用中所需的小顆粒很難在不發生拉條斷裂的情況下獲得。其他兩個弱點源于從凝固的條料切割顆粒：與其他造粒系統相比，切割器磨損和產生灰塵和細屑的可能性更大。拉條造粒機也更容易受到工藝變化的影響，這可能會導致拉條脫落和其他問題。最后，對水浴的需求意味著拉條切粒機在工廠車間的占地面積更大。

這種“干切”工藝的一些弱點可以通過稱為水滑系統的替代“濕切”拉條切粒機來緩解。股線進入水滑道，而不是水浴，其中噴嘴冷卻股線并提供級聯水流，將股線移向造粒機。該系統不使用氣刀，而是在造粒前將工藝用水從線料中重新排走，然后讓它在造粒之后重新加入顆粒流中，形成顆粒/水漿，進一步冷卻聚合物。漿料進入設備底部的離心顆粒干燥機，帶有提升葉片的旋轉軸對顆粒進行脫水，顆粒從頂部離開干燥機。

在水滑系統中，由于顆粒是從仍然濕潤且比水浴系統中軟的股線切割的，因此刀具磨損較小。水滑道系統還通過更好地控制工藝用水條件，為自動化提供了更大的范圍。此外，還有一種“自絞合”功能，當股線被送入水滑道時，掉落的股線會被替換，從而減少了操作員干預的需要。另一方面，干燥過程會產生額外的灰塵和細屑，需要在工藝水系統中采用更復雜的過濾技術。與水環和水下造粒機一起使用的離心式顆粒干燥機也是如此。

水環切粒機

在水環造粒機 (WRP) 中，與 UWP 一樣，熔融聚合物流入模板中以圓形圖案排列的多個孔中，并在從模具面出來時被切割成顆粒。切割是通過一系列同樣排列成圓形的旋轉刀具完成的。模具面由硬化金屬制成，因此磨損主要發生在刀片上。壓力以液壓方式施加到切割組件，以確保與模具面正確接觸。

WRP 生產圓形但扁平的藥丸，類似于阿司匹林藥片。當聚合物離開模孔并被旋轉刀具切割時，所得顆粒被向外拋入水環中，水環切向送入切割室。水冷卻顆粒并將它們輸送到水槽以進一步冷卻并輸送到以已經描述的方式運行的離心干燥機。水返回到調溫和過濾系統，并循環到造粒過程中。

WRP 是三種主要造粒工藝中最緊湊的，并提供一定程度的自動化。一名操作員可以輕松地控制系統，使用按鈕控制來停止和啟動系統并調整切割器轉速以控制顆粒大小。該系統的成本低于 UWP。它對熔體溫度和壓力等工藝變化的敏感度明顯降低，并且不會出現模具凍結問題。

由于在熔融聚合物遇到冷卻水之前將其切粒，因此 WRP 主要限于加工高熔體強度材料，例如聚烯烴和聚苯乙烯。該工藝特別不適用于高溫或粘性材料。與 UWP 相比，也存在容量限制。

水下造粒機

水下切粒機 (UWP) 是一種模面切粒機。這意味著熔融聚合物在離開模孔時就被切割成顆粒，模孔在圓形模中以圓形圖案排列。與水環切粒機（也是模面切粒機）的關鍵區別在于切割室完全充滿工藝用水，因此聚合物滴在離開模孔時浸入水中。由于最小化表面張力的作用力，每一滴都呈球形，這是 UWP 所獨有的。

工藝水將球形顆粒從切割室輸送到結塊捕集器（去除塑料塊），然后輸送到離心干燥機。顆粒進入設備底部的干燥器，帶有提升葉片的旋轉軸對顆粒進行脫水，然后從頂部離開干燥器。類似類型的干燥機也與水環造粒機一起使用。

與其他造粒系統一樣，UWP 中的冷卻水由工藝用水單元提供，該單元對水進行調溫（即混合熱水和冷水以確保恒溫）并濾除灰塵和細屑。必須根據要造粒的聚合物的性質仔細控制和調整水溫。如果不這樣做，可能會導致顆粒變形或工藝中斷。

在 UWP 中，所有冷卻水都通過管道輸送到切割室或從切割室流出，從而形成了在其他造粒系統中發現的不必要的水槽或水滑道。因此，離心顆粒干燥機和水處理設備可以安裝在離造粒機一定距離的地方——例如，在另一個房間或另一個樓層。

水管的另一個特點是水旁路系統，它允許水繼續循環以保持所需的溫度，同時從切割室轉移水流。這使操作員能夠斷開切粒機與切割室的連接，以便執行更換刀頭等任務。

旁路系統與聚合物分流閥協同工作，用于停止和啟動聚合物流入模孔。在造粒機啟動之前，閥門切換到“生產”位置以沖洗模板。接下來，將閥門置于“轉移”位置，聚合物可以從切割室中清除。最后，切粒機重新連接到切割室；水旁路開關將水送入切割室；分流閥切換到生產位置；然后開始造粒。整個過程是自動化的，在幾秒鐘內發生，并通過 PLC 控制器中的開/關按鈕啟動。

有幾個選項可用于控制切割刀片對模板的壓力。其中包括手動系統（操作員使用手輪）和 PLC 控制的液壓系統。其他選項包括彈簧加載和氣動系統。

工藝用水系統具有不同程度的能力。完全撬裝的入門級系統的容量高達 4400 磅/小時，并且可以配備可選的帶式過濾器，用于連續自動過濾低至 150 μ 的細粒。更精細的系統提供自動自清潔功能，過濾精度低至 70 μ，處理能力高達 77,000 磅/小時。

正如上述特征所表明的，UWP 是最復雜的造粒系統，并且需要最大的投資成本。反過來，它在這些領域提供了優于其他造粒系統的優勢：

● 自動化。UWP 具有最大的自動化范圍，PLC 控制控制著它的許多功能。刀片刃磨和在線模板磨削等功能可以預先編程，最大限度地減少停機時間。

● 吞吐量。UWP 的設計吞吐量可達 70,000 磅/小時，拉條造粒機為 44,000 磅/小時，水環造粒機為 11,000 磅/小時。

● 多功能性。UWP 幾乎可以處理任何聚合物，并可用于各種應用，包括復合、熱熔、母料、聚合、回收和再生。拉條造粒機可用于除熱熔膠以外的所有這些應用。水環造粒機由于其較低的吞吐量和對高熔體強度材料的限制，主要推薦用于回收和再生。

● 刀片壽命。通過控制刀具壓力進行擴展。

● 顆粒直徑范圍。廣泛，包括微粒，用于生產母料和可發性聚苯乙烯，以及滾塑。

● 顆粒一致性和幾何形狀。除了尺寸更均勻外，UWP 制成的顆粒呈球形，可增強進入料斗和進料口的流量并增加堆積密度。

● 灰塵和細屑。由于聚合物以熔融形式被切割而降低。

● 與上游設備集成。操作員可以使用造粒系統上的單一界面訪問擠出機、進料設備、換網器和熔體泵。

● 空間占用。與拉條切粒機相比較小。

除了成本和復雜性之外，UWP 系統還有另一個缺點：在運行某些產品時可能會“凍結”在模頭處。當造粒機上游的工藝變化導致模板處的聚合物流動減少或不均勻時，就會發生這種情況，從而使聚合物在模孔中固化。凍結會導致所生產的顆粒變形或不均勻。模頭處一致且高水平的熔體壓力對于防止凍結至關重要。

影響造粒機選擇的因素

通過對主要類型造粒機系統的功能和要求的討論，可以清楚地看出，對于每種應用，造粒機的選擇范圍從最適合到完全不合適都有所不同。系統類型之間的差異總結在三個附表中。

如下表所示，可用系統生產的顆粒在形狀、稠度、流動特性以及粉塵和細粉的產生方面差異很大。這些特性會顯著影響造粒過程下游的材料處理系統中的顆粒性能。

此外需要比較可用造粒系統之間更大的差異。主要區別涉及資本投資、吞吐能力、自動化范圍和部署靈活性。他們確定系統是否適合大容量聚合工廠、定制混料機或預算有限且對系統復雜性容忍度低的內部混料機。

切粒機在能夠有效加工的聚合物類型方面也有很大差異，如下表所示。只有一個系統，即水下切粒機，幾乎能夠處理任何類型的聚合物。

市場為所討論的所有系統提供了空間。受全球塑料產品消費強勁增長、回收行業蓬勃發展以及樹脂、化合物和添加劑本地化生產的趨勢推動，造粒系統存在巨大潛力。為了滿足這一需求，可以期待造粒系統供應商開發改進和創新的設備。

附：部分類型的改性樹脂，其更適合的切粒方法。

填充

尤其是高填充，通常使 LLDPE 或 LDPE 造粒可由水環切換選為風冷式模面熱切。既增剛，又節電（省掉后烘干）；粒形既靚又減少棱粉消耗。

增強

因玻纖或碳纖存在，讓那一些可風冷式熱切的樹脂（HDPE、ABS等）老實跌回傳統的拉條（水）冷切。“通用性”、“工程”（塑料），概莫能外。

增韌

如TPV保險杠專屬料（PP+EPDM+POE動態硫化），因膠粉分散相充盈于PP持續相中，使水環熱切變成第一選擇。既美觀大方又節約成本。

反應擠出

（1）化學交聯電線電纜（XL-PE）第一選擇就是風冷式模面熱切。在諸多電線電纜廠，雙螺桿/單螺桿雙階機+風冷式熱切（或偏心熱切）是SPVC和XLPE兼容生產加工標配。

（2）高熔體強度聚丙烯（HMS-PP）生產加工中，PP反應擠出支化后可簡單進行水環熱切粒。

比較常見改性專屬料或母粒之

切粒選型事例

1、SPVC電纜絕緣料或透明體醫用專屬料，第一選擇全是風冷式模面熱切。RPVC也是，但生產量小些。

2、聚苯乙烯，無論HIPS或是GPPS，采用鑄帶（傾斜水冷）切粒線占多數。

3、ABS專屬料，大多數選拉條（水）冷切（瘦長型粒形最受追捧）。人們試過風冷式熱切或水環熱切一律可以，粒形也美觀大方（正球形均有）。當產量超過3-4t/h時，換選水下熱切或鑄帶機便都順理成章。

4、屏蔽或半屏蔽線料，小的選水環，大的選水下（熱切）。

5、硅烷交聯電纜料，小線選水環，大的（如96/250線）就選水下（熱切）。

6、HFFR（低煙無鹵電纜料）的生產加工與切粒，跟XLPE設備兼容，但螺桿構型要改。

7、共聚甲醛（POM）封端，可選擇水環或水下（切）。

8、TPU（熱塑聚氨酯彈性體），多選水下熱切，但同向平雙的擠出計量段須作建壓調節。

9、PET長絲母粒，能配拉條（水）冷切或鑄帶冷切。

10、節能減排較火PPC（聚碳酸亞丙酯），可跟幾乎每一類降解樹脂（TPS、PLA、PBAT、PBS、PHBV、PHA、PVA、PCL、PGA）共混摻合并造粒。