MRS脱挥挤出机， 让极小颗粒添加剂发挥大作用

大多数情况下，添加剂的粒径是决定聚合物性能变化的关键。但是，一般来说，颗粒越小，它们越容易粘在一起并形成更大的颗粒或颗粒团。

为达到理想效果所需的添加剂数量通常由比质量来决定。但是，成品获得理想效果的决定性因素通常不是重量，而是所有颗粒的总表面积。

因此，由于必须考虑相对于重量的颗粒团聚的表面积，颗粒团聚将是不可取的，它远不如单个颗粒有用。
有多种方法可以高效地将添加剂颗粒掺入聚合物熔体。形成颗粒团聚的可能性一般取决于添加剂的规格及其粒径范围。

如何避免颗粒团聚的形成

目前，有三种技术可用于减少或避免颗粒团聚的形成。
◆ 添加剂被加入聚合物时，螺杆（例如：紧密啮合同向旋转双螺杆挤出机）之间的摩擦可用于打破颗粒团聚。在这种情况下，能否打破取决于施加的剪切力。但是，这也意味着效果越好，对聚合物施加的剪切力就越大，损坏聚合物的风险就越大。因此，必须找到一个折中的方案。但是，颗粒越小，挑战越大。

◆ 为了减少颗粒之间的粘附，颗粒在加工前都涂有脱模剂，由此减少了颗粒团聚的数量和尺寸。这种方法仅适用于特定情况。而且，脱模剂通常会对添加剂的性能产生不良影响。

◆为了避免颗粒团聚的形成，首先可将添加剂加入水溶液（悬浮液），颗粒团聚的数量将大幅度减少并且几乎可以防止出现较大的颗粒团聚。该方案唯一的问题是将悬浮液注入聚合物熔体之后必须立即抽出多余的水。此外，颗粒越小，该方案越可能成功。
为了充分利用上述工艺的优势， Gneuss Engineering公司通过水性悬浮液将小颗粒引入聚合物基体，与众多合作伙伴一起开发了一种优化的工艺。它由两个加工步骤组成。

分两步获得理想的聚合物熔体

首先，将添加剂（保存在水性悬浮液中）注入双螺杆挤出机里的基础聚合物中。其次，将水在MRS脱挥挤出机中萃取为蒸汽。基于这一概念，Gneuss Kunststofftechnik GmbH公司安装了一条中试生产线，用于生产含有多种纳米颗粒的化合物。生产的聚合物包括PP、LDPE、HDPE、尼龙6、尼龙12、PET、PS等。纳米颗粒添加剂包括TiO2、BaSO4、（SW）碳纳米管、炭黑、滑石、硅酸盐、纤维素纤维和FE。
表1列举了多个所得的成果。在试验过程中，将硫酸钡引入聚合物熔体。添加剂以悬浮液或传统粉末的形式引入。

该工艺的主要特点之一是载液（占总质量的15-20%）在注入后10秒内被抽出。MRS脱挥挤出机专为此而开发。MRS多重旋转挤出机能够每小时抽取3-250升水蒸汽（取决于挤出机大小）。

为新应用研发的工艺

利用Gneuss Engineering公司开发的这一工艺，即使是极小的颗粒也能够也被引入聚合物基体，不仅不会形成颗粒团聚，而且分布极其均匀。

由于不同的颗粒大小会对颗粒的总表面积产生重大的影响，因此该技术创造了一系列新的应用。
使用较低质量百分比的添加剂有助于取得同等或更佳的效果，并且所得聚合物可为机械、光学、导电、粘附性能以及气味和可持续性（回收可能性）带来重大改进。

来源：荣格-《国际塑料商情》


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