59 - ¿Por qué es necesario un cristalizador?
Los plásticos como el PET (Tereftalato de polietileno), PEN (Naftalato de polietileno) o PLA (Ácido poliláctico) generalmente no pueden procesarse de forma satisfactoria sin haberse secado previamente. El PET, por ejemplo, generalmente se seca a 180 ° C para alcanzar un contenido de humedad residual inferior a 40 ppm.
Después de su producción, los PET, PEN y PLA generalmente quedan con una estructura de material amorfa, ya que se enfrían muy rápidamente después de la fusión. Este material amorfo a menudo se puede reconocer por su transparencia. En este contexto, amorfo significa que las cadenas moleculares del material están desordenadas; sin embargo, en el caso del material cristalino, las cadenas moleculares están (parcialmente) ordenadas.
Cuando se calienta material amorfo y una vez se alcanza una determinada temperatura (también llamada temperatura de transición vítrea) pasa de ser “amorfo” a “cristalino”. El PET lo alcanza a una temperatura de aproximadamente 120-140 ° C y, por lo tanto, muy por debajo de la temperatura de secado requerida.
El problema es que el material en la fase de transición se vuelve pegajoso y se aglomera en la tolva de secado. Si el material ya ha sobrepasado la transición y se ha convertido en una estructura cristalina, se puede secar sin problemas con las temperaturas requeridas.
También en el proceso de retorno durante el reciclaje por ejemplo de botellas o láminas de plástico troquelado, el material es amorfo y debe cristalizarse antes de seguir procesándose.
Y aquí es exactamente donde entran en juego los cristalizadores. Los cristalizadores calientan el material amorfo hasta la temperatura de transición vítrea. Existen diversos métodos para llevar a cabo de manera sistemática y precisa el proceso de cristalización. Para los cristalizadores de lecho, los parámetros de proceso específicos del material y un agitador evitan la agrumación aglomeracion y aseguran que el material cristalino esté adecuadamente acondicionado y pueda fluir bien.
Si estamos hablando de “cristalizado”, nos referimos generalmente a “parcialmente cristalizado“. El grado máximo de cristalización alcanzable, por ejemplo para el PET, es de aproximadamente el 75% con una densidad de 1.420 g / cm³. La densidad aumenta linealmente con el grado de cristalización. En el límite de unión con un grado de cristalización de aproximadamente 11%, la densidad es de aproximadamente 1.345 g / cm³. El PET amorfo tiene una densidad de aproximadamente 1.335 g / cm³.
El grado alcanzado de cristalización es un factor decisivo en el proceso de cristalización, que es crucial para el procesamiento posterior. Si es demasiado bajo, por debajo del límite para unir el material, existe el riesgo de aglutinamiento durante el secado posterior. Para poder secar sin peligro, en el caso del PET generalmente se procura alcanzar un grado de cristalización de aproximadamente del 20 a 30 por ciento.
El grado de cristalización se puede lograr mediante varios métodos, tales como por ejemplo la medición DSC (calorimetría diferencial de barrido), un densímetro o con un picnómetro y determinar el cálculo posterior.