第2章　废旧塑料的前期处理

废旧塑料回收与再生利用的前期处理主要有收集、分选、破碎（粉碎）、清洗和干燥等工序，本章将分别介绍。

2.1　废旧塑料的收集

收集的意义很明显，因为废旧塑料废弃在各个地方，必须先将其收集起来，送到专门的工厂进行处理回收。收集工作看似简单，却是废旧塑料回收一个极其重要的环节，也是回收过程的第一步。收集方式的不同，会导致收集效率、收集成本的差异，自然就影响回收成本，甚至影响回收是否能顺利完成。考察一个国家收集体系的完善程度，就可知道该国废旧塑料回收业的发达程度。

我国的塑料工业已取得了长足的发展，但相应的废旧塑料回收相对滞后，总体上说还较落后，回收率不足两成。造成这种情况的一个重要原因是我国现行的收集方式落后，收集效率低、成本高。我国现在还没有形成专业的社会收集体系，也没有专门的收集法规，城市固体废物还没有分类投放[7]。国家对这方面的宣传还不够，国民的整体环保意识还不强。废旧塑料回收业较发达的国家，都有一个完善的收集体系。

2.2　废旧塑料的分选与分离

废旧塑料的来源非常复杂，常常混入金属、橡胶、砂土、织物等其他杂质，且不同品种的塑料往往混杂在一起，这不仅会对废旧塑料的回收加工造成困难，也会较大地影响生产的制品质量，尤其当混入的有金属杂质或石块时，会严重地损伤加工设备。因此，在废旧塑料再生利用前，不仅要将废旧塑料中的各种杂质清除掉，而且也要将不同品种的塑料分开，只有这样，才能得到优质的再生塑料制品。废旧塑料的分选是塑料再利用工作不可缺少的重要环节。

城市垃圾中的塑料废弃物是回收利用废旧塑料的主要来源之一，虽然它们在城市垃圾中只占很小一部分，但实际数目却是十分可观的。为了能实现城市垃圾中各种成分，尤其是废旧塑料的回收利用，首先必须进行分离工作。

对城市垃圾的处理主要分两个步骤，即减小尺寸（即破碎）和分离。城市固体垃圾的破碎就是利用各种机械设备将其破碎成小块或碎片。常用的破碎机械有压碎机、剪切机、撕碎机、切片机等。城市固体垃圾中各种成分的主要物理特性有颗粒大小、密度、电磁性能和颜色，它们是分离技术的基础。各自的物理特性不同，其分离方法亦不同。

城市固体垃圾废弃物处理中会遇到将塑料与纸分离的问题，以下是塑料与纸分离的常用方法。

（1）热分法

利用加热后改变塑料的性质可实现塑料与纸的分离，可采用热筒法和热气流法。

① 热筒法　分离装置由电加热镀铬料筒与内装的带刮刀的空心筒（转鼓）组成，刮刀与加热筒壁相接，二者逆向旋转，筒底部连接一料槽。材料从投料加入，其中的塑料成分与热筒一旦接触开始熔融，附着在筒壁上，用刮刀刮下，落入料槽中。此法可将90%以上的塑料与纸分开，已分离的塑料含纸量很小，可控制在1%以下。

② 热气流法　利用塑料薄膜遇热收缩，减小比面积的原理实现塑性薄膜与纸的分离。将薄膜与纸的混合物送至加热区，加热箱可以是一台农用谷物干燥机，加热后塑料薄膜呈颗粒状，再将它与纸的混合物送入空气分离器，空气流将混合物中的纸带走，而热塑性塑料颗粒便落在分离器的底部。此法几乎可以把塑料与纸完全分开。

（2）湿分法

主要用于分离与塑料混合的纸，由运输机将各种废料送入干燥式撕碎机中，撕碎后进入风力分选机，将轻质部分（约含60%的纸，20%的塑料）送入搅碎机中加入适量的水进行搅碎，搅碎过程产生的纸浆从分选板上的小孔中流出，剩下的塑料则从分离出口排出，然后送入脱水机脱水，再送入空气分离机中对各种塑料进行分选。工艺流程见图2-2-1。

（3）电动分离法

将纸与塑料的混合物由一台振动喂料器送入分离机中，落入旋转的碾碎鼓，然后送到由电线电极与碾碎鼓之间形成的电晕区，纸被吸向电极，而塑料仍然贴在转鼓上，随着鼓的转动塑料落到它的底部收集起来，电动分离器的原理见图2-2-2。采用此法时湿度对分离结果有很大影响，混合物湿度为15%时，虽可使纸和塑料分离，但塑料仍会被大量的纸污染，当湿度提高至50%以上时，便可使塑料和纸完全分离。

2.3　废旧塑料的破碎与增密

废旧塑料的形状复杂，大小不一，尤其是一些体积较大的废弃制品，必须经过破碎、研磨或剪切等手段，将其破碎成一定大小的碎片或小块物料，方可进行再生加工或进一步模塑成型制成各种再生制品。对于某些污染程度不大的生产性废料，如注塑、挤出加工厂产生的废边、废料或废品，一般经破碎后即可直接回用。

2.3.1　破碎的基本形式

所谓破碎，就是指物料尺寸减小的过程。通常是采用各种类型的破碎机械，对物料施加不同机械力来完成的，如拉伸力、挤压力、冲击力和剪切力等。破碎分粗破碎（将物料破碎到10cm以上）、中破碎（破碎至10～50mm）及细破碎（即研磨至细度50μm以下）。粗破碎也就是对大型废旧塑料制品（如汽车保险杠、板材、周转箱、船只等）利用切割机切割成可以放入破碎机进料口的过程；细破碎还可以进一步划分为微破碎、超微破碎、特超微破碎。

2.3.2　废旧塑料的增密

一般的废旧塑料都要先进行粉碎才能回收处理，但对于泡沫、薄膜制品来说，粉碎就比较困难，即使能粉碎，效率也很低。这时就必须考虑用增密的方法。所谓增密，就是将这些体积大、密度低的废旧塑料，通过物理甚至化学的方法大大减小体积，增加其密度，使其尺寸和密度符合后续回收工艺的要求。增密的主要方法有密实和团粒。增密和粉碎有时在同一设备上进行，先将废旧塑料粉碎，然后立即增密成便于回收的尺寸。

增密设备分压实机和团粒机两种。如聚苯乙烯泡沫压实机，其原理是用螺旋压缩机构把EPS泡沫压缩成块。塑料团粒机利用摩擦生热原理，可对软聚氯乙烯、高低压聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯及其他热塑性塑料的废弃薄膜、纤维和发泡材料碎块等进行团粒，是一种使废旧塑料变废为宝的、理想快速的塑料辅助机械。

2.4　废旧塑料的清洗与干燥

废旧塑料通常在不同程度上沾有各种油污、灰尘和垃圾等，必须清洗掉表面附着的这些外部杂质，以提高再生制品的质量。清洗方法有手工清洗和机械清洗两种；清洗设备主要可分为立式和卧式两种类型；干燥设备主要有热风干燥机、真空干燥设备和红外线干燥器等。

2.4.1　清洗与干燥方法

2.4.1.1　手工清洗和干燥

手工清洗要根据废旧塑料的品种和污染程度来选择清洗的方法。

① 农用薄膜与包装材料的清洗与干燥　温碱水清洗（去除油污）→刷洗→冷水漂洗→晾干。

② 有毒药品包装袋与容器的清洗与干燥　石灰水清洗（中和消毒）→刷洗→冷水漂洗→晾干。

2.4.1.2　机械清洗和干燥

机械清洗和干燥又可分为间歇式和连续式两种。

（1）间歇式清洗

首先，将废旧塑料放入一水槽中冲洗，并用塑料搅拌机器除去黏附在塑料表面的松散污垢，如砂子、泥土等，使之沉入槽底；若木屑和纸片很多，可在装有专用泵的沉淀池中进一步净化；对于附着牢固的污垢，如印刷油墨、涂有黏结剂的纸标签，可先人工拣出较大片者，在经过塑料破碎机破碎后放入热的碱水溶液槽中浸泡一段时间，然后通过机械搅拌使之相互磨擦碰撞，除去污物。最后将清洗后的破碎废旧塑料送进离心机中甩干，并经两步热风干燥至残留水分≤0.5%。

（2）连续式清洗

废旧塑料由传送带送入塑料破碎机，进行粗破碎，然后再送到大块分离段，将砂石等沉入水底，并定时送走。上浮的物料经输送辊送入湿磨机，随后进入沉淀池，所有密度比水大的东西均被分离出来，连最微小的颗粒也不例外，达到清洗的最佳效果。物料首先进入旋风分离器进行机械干燥，然后通过隧道式干燥机，进行热风干燥，干燥过的物料由收集器回收。

2.4.2　清洗设备

清洗设备主要分为立式和卧式两种类型，其工作原理是利用装在主轴上的叶轮或者桨叶，搅动塑料与水流，使塑料彼此撞击与摩擦，以达到除去表面污物的目的。清洗对象不同，需要选择不同的清洗设备。

2.4.2.1　立式清洗机

立式清洗机的清洗室同圆水桶一样，但体积大（直径约1.5～3m，高度约1.2～1.6m），盛水多，叶轮与安装在中央的立轴相连，破碎料主要靠旋转的叶轮搅动水流来搅拌冲洗。某立式废旧塑料清洗机的构造如图2-2-3所示，该清洗设备特别适用于废旧电化铝的清洗回收（分离塑料薄膜层和膜上的金属粉）。清洗时，要将回收物破碎成小段或小块后再放入清洗机中清洗。

2.4.2.2　卧式清洗机

卧式清洗机的清洗室呈圆筒形，体积不大（直径约0.6～1.5m，长度约1.0～2.0m），盛水也不多，桨叶焊接在中心横轴上，破碎料一方面靠旋转的桨叶搅动水流来搅拌冲洗，另一方面靠旋转的桨叶反复撞击而除去污物。图2-2-4是某卧式废旧塑料高速清洗机的构造，该设备清洗时，可以做到一边灌水，一边排污，清洗室内不积水，不仅料容易洗净，而且桨叶阻力小，可以高速清洗，既提高了清洗效率与洗净率，又省时节水，排料方便。

2.4.3　干燥设备

干燥是将材料中所含的水分、溶剂等可挥发成分汽化除去的操作，它在塑料加工过程中是很重要的环节，很多树脂在常温下易吸收水分，使其含水率较高，如ABS树脂、PA树脂，在成型加工前必须干燥，否则成型的制品会产生气泡、材料强度下降等质量问题，成为不合格品。干燥类型很多，可根据材料的特性、形态，干燥过程中材料变化，干燥机理等情况选择合适的干燥装置和干燥条件。

干燥设备一般采用热风、氮气、真空、红外线等作为干燥介质。下面介绍几种干燥设备。

2.4.3.1　热风干燥机

图2-2-5（a）、（b）分别为料斗式热风干燥机的构造图和实物图。

料斗式热风干燥机的工作方式是：当开动风机后，风机把经过电阻加热的空气由料斗下部送入干燥室，热风由下往上吹，热风在原料中通过时，把原料中的水分加热蒸发并带走，潮湿的热气流由干燥室顶部排出。这种热风连续进出，把原料中的水分一点点蒸发带走，达到干燥原料的目的。

2.4.3.2　真空干燥器

真空干燥是将被干燥物料置于真空条件下进行加热干燥。它利用真空泵进行抽气抽湿，使工作室处于真空状态，物料的干燥速率大大加快，同时也节省了能源。真空干燥器主要有方形和圆筒形两种，如图2-2-6所示。

2.4.3.3　红外线干燥器

红外线干燥又称辐射干燥，是指利用红外线辐射使干燥物料中的水分汽化的干燥方法。红外线是波长为0.72～1000μm的电磁波，通常将波长在5.6μm以上的称远红外线，波长在5.6μm以下的称近红外线。工业上多用远红外线干燥物料。由于湿物料及水分等在远红外区有很宽的吸收带，对此区域某些频率的远红外线有很强的吸收作用，故本法具有干燥速度快、干燥质量好、能量利用率高等优点，但红外线易被水蒸气等吸收而损失。

2.5　废旧塑料的混合、塑化与造粒

废旧塑料经过分选、破碎、清洗、干燥等一系列处理之后，有的可直接塑化成型，有的还需进行塑化、造粒，有的则要经过均化工艺。

① 混合　是将废旧塑料与各种添加剂均匀混合的过程，是在低于聚合物流动温度和较低的剪切速率下完成的，混合后物料的组成基本无变化。

② 塑炼　是将经过捏合的物料在高于树脂流动温度和较强的剪切作用下进行的混合。物料经过塑炼，各组分进一步混合均匀，具有良好的可塑性和分散性。

③ 塑化　是指将固态的粉料或颗粒经加热转变为具有一定流动性的均匀连续熔体的过程。

④ 均化　是将废旧塑料及其助剂或改性剂实施混炼使其均匀混合的一种塑化过程。它有两种方式：一种是混炼与塑化一步完成，即将破碎的废旧塑料与各类助剂（增塑剂、稳定剂、润滑剂、改性剂等）经混合、均化后直接成型加工成制品；另一种是均化后造粒制成半成品再生粒料[8]。

⑤ 混炼　是用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂炼成混炼胶的工艺，是橡胶加工最重要的生产工艺。本质来说混炼是配合剂在生胶中均匀分散的过程，粒状配合剂呈分散相，生胶呈连续相。

2.5.1　主要助剂

塑料助剂是在聚氯乙烯工业化以后逐渐发展起来的。20世纪60年代以后，由于石油化工的兴起，塑料工业发展甚快，塑料助剂已成为重要的化工行业产品。根据各国塑料品种构成和塑料用途上的差异，塑料助剂消费量约为塑料产量的8%～10%。目前，增塑剂、阻燃剂和填充剂是用量最大的塑料助剂。

2.5.2　混合的分类

混合按物料的状态分为固-固混合、固-液混合和液-液混合。

按照混合理论，混合可分为非分散混合、分散混合。

① 非分散混合　也叫分布性混合。其特点是混合过程中各组分粒子只有相互空间位置的变化，而无粒径大小的变化。

② 分散混合　也叫强烈混合。混合过程中发生离子尺寸减小到极限值，同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。分散混合又分固相结块的分散和液滴的破裂、分散。分散混合是一个包括物理机械和化学作用的复杂过程，在这个过程中，混合物各组分粒子被粉碎为适合于混合的较小粒子，并且在剪切热和传导热的作用下，聚合物熔融塑化，同时粒子分散、均匀分布和渗入到聚合物内。

2.5.3　混合设备

混合设备，根据操作方式，可分为间歇式和连续式两大类；根据混合过程特征，可分为分布式和分散式两类；根据混合物强度大小，可分为高强度、中强度和低强度混合设备。

2.5.3.1　间歇式和连续式

间歇式混合设备的混合过程是不连续的。混合过程主要有3个步骤：投料、混炼和卸料。此过程结束后，再重新投料、混炼、卸料，周而复始。间歇式混合设备适用于小批量、多品种生产。间歇式混合设备的种类很多，就其基本结构和运转特点可分为静态混合设备、滚筒式混合设备和转子类混合设备。

1）静态混合设备　主要有重力混合器和气动混合器。此类混合器的混合式是静止的，靠重力和气动促使物料流动混合，是温和的低强度混合器，适用于流体或大批量固态物料的分布混合。

2）滚筒式混合设备　是利用装载物料的混合室的旋转达到混合的目的，主要用于粉状、粒状固态物料的初混，如混色、配料和干混，也适用于向固态物料中加入少量液态添加剂的混合。

3）转子类混合设备　包括螺带混合机、高速混合机、挤出机、捏合机、开炼机和密炼机等，此类混合设备应用较为广泛。

连续式混合设备的混合过程是连续的。由于是连续操作，该设备可提高生产能力，易实现自动控制，减少能量消耗，混合质量稳定，降低操作人员的劳动强度，尤其是配备相应装置后，可连续混合、成型，既减少了生产工序，又可避免聚合物性能的降低，所以连续式混合设备是目前的发展趋势。

2.5.3.2　分布式和分散式

分布式混合设备主要具有使混合物中组分扩散更换、形成各组分在混合物中浓度趋于均匀的能力，即具有分布式混合的能力。代表性的设备有重力混合器、气动混合器及一般用于干混合的中低强度混合器等。分布式混合设备主要是通过对物料的搅动、翻转、推拉作用使物料中各组分发生位置更换，对于熔体则可使其产生大的剪切应变和拉伸应变，增大组分的界面面积以及配位作用等，从而达到分布混合的目的。

2.5.3.3　高强度、中强度和低强度混合设备

根据混合设备在混合过程中向混合物施加的速度、压力、剪切力及能量损耗的大小，又可分为高强度、中强度和低强度混合设备。强度大小的区分并无严格的数量指标，有些资料建议以混合单位质量物料所耗功率来标定混合强度，如对间歇式混合设备，所耗功率相同，能混合物料的批量多的混合设备定为低强度混合设备；反之，能混合物料的批量少的混合设备则定为高强度混合设备。习惯上，又常以物料所受的剪切力大小或剪切变形程度来区分混合强度的高低。

使用各种混熔设备，应掌握好剪切力、熔化温度和混炼时间。在确定混炼设备时，应知道开炼机的剪切力取决于辊距，密炼机取决于上顶栓的压力和转子转速，挤出机则取决于螺杆的转速。另外，还应注意温度、时间的等效性原则，即混炼效果在某种条件下的等效作用。例如，较低温度下较长时间的混炼与较高温度下较短时间的塑化效果是等效的，当然也存在着相对应的匹配值。混炼中应防止时间过长、温度过高、剪切力过大；否则，会使高聚物发生相应的热降解、化学降解和氧化降解。

2.5.3.4　各种混合设备

混合设备有预混机和塑化熔体混合机，我们这里重点讨论塑化熔体混合机，其包括间歇式塑化熔体混合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、往复式单螺杆挤出机和行星式螺杆挤出机 [9]。

一台理想的连续混合机，它应当具有以下特点：a.有均匀的剪切应力场和拉伸应力场；b.有均匀的温度场、压力场，物料在其中的停留时间可以柔性地控制；c.有能够均化不同流变性能物料的能力；d.在物料分解之前，能有效地均化物料；e.能把混合过程中产生的气体排除；f.能在可控范围内改变混合过程参数，适应不同要求。

（1）间歇式塑化熔体混合机

间歇式塑化熔体混合机主要包括开炼机和密炼机。

① 开炼机（图2-2-7）　又称双辊塑炼机或炼胶机，是由一对相向旋转的辊筒，借助物料与辊筒的摩擦力，将物料拉入辊隙，在剪切、挤压力及辊筒加热的混合作用下，使各组分得到良好的分散和充分的塑化。主要用于橡胶的塑炼和混炼、塑料的塑化和混合、填充于共混物的混炼、为压延机连续供料、母料的制备等。

② 密炼机（图2-2-8）　是密闭式间歇的塑炼设备，使混合好的物料进一步混合，易塑化。它主要由混炼室、转子、压料装置、卸料装置、加热冷却装置及传动系统组成。预混料经加料斗进入混炼室，随着压料装置下降，并以一定压力作用于预混料。预混料在具有一定速比[一般为1∶（1～1.18）]的相向旋转的转子的作用下，在混炼室内得到混合塑化，塑化好的物料经卸料门排出。根据塑料品种的不同，可对混炼室进行加热和冷却。物料在密炼机内受到连续的剪切、撕拉、混合、塑炼作用。转子也可制成各种特殊的形式，使预混料做极为复杂的运动，提高塑炼效果。密炼机可用于橡胶的混炼和塑炼，也可用于塑料的混合（塑化）。

（2）单螺杆挤出机

单螺杆挤出机是由一根阿基米德螺杆在加热的料筒中旋转构成的，其结构主要包括传动装置、加料装置、料筒和螺杆等几部分，如图2-2-9所示。单螺杆挤出机又可分为两类：一类是常规单螺杆挤出机；另一类是装有混炼元件的单螺杆挤出机。

1）常规单螺杆挤出机　其螺杆系由全螺纹组成的三段[进料段、压缩段（熔融段）、计量段（均化段）]螺杆。常规单螺杆挤出机主要用于板、管、丝、膜等塑料制品的挤出。在这些制品的挤出过程中虽也有混合，但对混合不是主要要求。常规单螺杆挤出机不适用于混合作业，这也许就是选用常规单螺杆挤出机来进行混合作业时得不到预期结果的原因。

2）装有混炼元件的单螺杆挤出机　为克服常规单螺杆挤出机的上述缺点，人们研制出形形色色的非螺纹元件或非常规螺纹元件，并将它们装到常规单螺杆的不同轴向位置上，以取代该位置上的螺纹区段。虽然，这些元件中的一部分当初研制出来时不是为提高混合能力，而是为促进熔融，但它们的确能同时改进常规螺杆的混合能力。这些螺杆元件有销钉螺杆（机筒）、屏障螺杆（直槽和斜槽）、BM螺杆、波状螺杆等。可以将它们分为两大类：混合元件和剪切元件。

混合元件以销钉螺杆为代表，其特点是在螺杆不同轴向位置设置了不同直径、不同数目、不同排列、不同疏密度的销钉。这些销钉能对已熔融的物料进行分流、合并，增加界面，故能起到分布混合的作用。若将销钉安在固液相共存区，还可促进熔融。但销钉螺杆无窄间隙的高剪切区，因而不能提供高的剪应力，故不能进行分散混合。但若在螺杆和机筒相应部位同时装有专门设计的销钉（销钉区），形成窄间隙的高剪切区，则可能进行分散混合。

（3）双螺杆挤出机

双螺杆挤出机是指在一根两相连孔道组成“∞”截面的料筒内由两根相互啮合或相切的螺杆所组成的挤出装置。双螺杆挤出机由传动装置、加料装置、料筒和螺杆等几部分组成，如图2-2-10所示。各部件的功能与单螺杆挤出机相似。双螺杆挤出机有很多种，如啮合同向旋转双螺杆挤出机、啮合异向旋转双螺杆挤出机（又分平行的、锥形的）、非啮合双螺杆挤出机。它们的工作机理、性能及用途有很大不同，选用时必须弄清。

1）啮合同向旋转双螺杆挤出机　这种双螺杆挤出机采用组合式，其螺杆和机筒都是组合的。其长径比大（L/D=36～48），螺杆转速高（新一代最高可达1200r/min），配有各种混合元件和剪切元件。通过科学的组合，可以提供高的剪切速率和剪应力，能进行分布混合和分散混合。可对不同聚合物（两种及两种以上聚合物）和配方（聚合物中加有各种添加剂）进行共混、填充、增强改性，也可进行反应挤出。它比单螺杆挤出机的混合能力有大幅度的提高，是目前塑料改性中用得最多的一种机器。

2）啮合异向旋转双螺杆挤出机　这种双螺杆挤出机又分平行的和锥形的两种。目前国内使用的这两种类型的异向双螺杆挤出机，主要用于RPVC制品的挤出和造粒。

（4）往复式单螺杆挤出机

往复式单螺杆挤出机（图2-2-11），在螺杆芯轴上设计独特的积木式螺块在一个螺距内断开三次，该螺块称为混炼螺块，对应这些空隙，在机筒内衬套上，排列有三排混炼销钉，螺杆在径向旋转过程中，同时做轴向的往复运动。每转动一周，轴向运动一次，由于这种特殊的运动方式以及混炼螺块和销钉的作用，物料不仅在混炼销钉和不规则梯形混炼块之间被剪切，而且被往复输送，物料的逆流运动给径向混合加上了非常有用的轴向混合运动，熔体不断地被切断、翻转、捏合和拉伸，有规律地打断简单的层状剪切混合，混合过程产生的气体也得以排除。

（5）行星式螺杆挤出机

行星式螺杆挤出机（图2-2-12）也是一种很有特色的连续混炼机。它把行星轮系的概念引入单螺杆挤出机的设计中，在单螺杆原来的压缩段，熔融段处用一组行星螺杆来代替，其中心螺杆和原来单螺杆的加料固体输送段为一体（但直径小）形成主螺杆，一起旋转。主螺杆周围均匀排列几根直径较小的行星螺杆，当主螺杆旋转时，带动几根行星螺杆转。行星螺杆和主螺杆相互啮合（如齿轮），形成许多很小的啮合间隙。当物料通过这些间隙时会受到高的剪切和分流，合并，再取向。因而能进行分布混合和分散混合。

2.5.4　造粒

废旧塑料经过清洗干燥之后，成型加工或再生利用前一般要根据树脂的特性和成型条件的要求进行造粒[10]。

塑料造粒的方法主要有挤出造粒、筛选造粒、喷雾造粒。

1）挤出造粒　主要用于热塑性塑料的造粒，即将塑炼之后的熔体从挤出机机头挤出后，被刀切成一定形状的颗粒。挤出造粒也能应用于某些热固性塑料，有两种工艺：一种是将热辊塑炼过的塑料通过挤出机造粒，由于塑料在造粒过程中被再次加热，通常会导致塑料进一步缩聚使粒料过“硬”；另一种是将预混料直接在挤出机中塑炼并造粒，虽可避免粒料过硬，但受到塑料的配方、组成、挤出机结构及切粒装置的限制而难以多品种生产。

2）筛选造粒　主要用于热固性塑料，塑料粉碎后经振动分粒筛选，大颗粒再送回粉碎机粉碎，细粉送回配料工序重新塑炼。

3）喷雾造粒　该方法工艺先进、生产效率高、产品质量好，可以多品种生产。市场上有售的压力式喷雾干燥造粒机可用于ABS乳液、脲醛树脂、酚醛树脂、密胶（脲）甲醛树脂、聚乙烯、聚氯乙烯等的造粒。

2.5.4.1　冷切造粒

① 拉片冷切　经过捏合机或密炼机混合后的物料经开炼机塑炼成片，冷切后切粒。所用的切粒设备为平板切粒机，一定宽度的料片进入平板切粒机，经上、下圆辊刀纵向切割成条状，然后通过上、下侧梳板经压料辊送入回转甩刀与固定底刀之间，横向切断成颗粒状。粒料经过筛斗，将长条及连粒筛去，落入料斗，风送至储料斗。

② 挤片冷切　捏合好的物料经挤出机塑化，挤出成片再经风冷或自然冷切后进入平板切粒机切粒。

③ 挤条冷切　挤条冷切是热塑性塑料最普遍采用的造粒方法。物料经挤出塑化成圆条状挤出，圆条经风冷或水冷后，通过切粒机切成圆柱形颗粒。圆条切粒机的结构比平板切粒机少一对圆辊刀，主要部件是固定底刀和2～8片回转刀。

2.5.4.2　热切造粒

熔体从挤出机机头挤出后，直接送入与模头断面相接触的切割刀而切断，切断的粒料再进行风冷或水冷，进行热切造粒的设备统称为模面热切造粒机。模面热切造粒机有气流造粒机、喷水造粒机和水下造粒机3种基本形式。

1）气流造粒机　推荐用于对热和长停留时间敏感的聚合物如聚氯乙烯、TPR和交联聚乙烯。切粒速率很高，高达4989.52kg/h，聚合物从挤出机至切粒室的流径要保持得尽可能短，并采用最少的热量。当聚合物通过口模挤出时，贴模面旋转的旋力即将它切成粒料。粒料切下后，随即被抛离旋转刀，为在专门设计的切粒室中强制循环流动的空气所捕获。空气流对粒料表面进行初步淬冷，并把它带出切粒室而送至冷却区。流化床干燥器常被用来冷却粒料，粒料沿着一个可调节的斜面溜下，而循环风机则鼓风通过这些粒料。调节斜面倾角可延长或缩短粒料在干燥器中的停留时间。另一个通用的冷却方法是把粒料从切粒室中卸出送入一个水槽，然后用流化床干燥器或离心干燥器脱除水分。

2）喷水造粒机　除熔体黏度低或具有黏性的聚合物之外，喷水造粒机适用于大多数聚合物。这类设备又称为水环切粒机，造粒速率达到13607.77kg/h。熔融的聚合物从热口模挤出，被对着模面旋转的旋转刀切成粒料。这种造粒系统的特色是其特殊设计的喷水切粒室，水呈螺旋线绕流动，直至流出造粒室，粒料切下后即被抛入水流，进行初步淬冷。粒料水浆排入粒料浆槽被进一步冷却，然后送入离心干燥器脱除水分。

3）水下造粒机　与气流造粒机及喷水造粒机不同的是，水下造粒机有一股平稳的水流流过模面，而与模面直接接触。切粒室的大小以恰足以使切粒刀自由地转动越过模面而不限制水流为度。熔融聚合物从口模挤出，旋转刀切割粒料，粒料被经过调温的水带出切粒室而进入离心干燥器。在干燥器中，水被排回储罐，冷却并循环再用；粒料通过离心干燥器除去水分。水下造粒机需使用热分布均匀并有特殊绝热设施的口模。小型切粒刀采用电热；大型切粒刀需采用油热或蒸汽加热的口模。工艺用水常规情况下加热至最高温度，但其热度应不足以对粒料的自由流动造成有害影响。水下造粒机用于绝大多数聚合物，当用于低黏度或黏附性聚合物的切粒时水流过口模模面的方式是一大优点，但对有些聚合物如尼龙和某些品牌的聚酯，这一特点可能引起口模冻结。

2.5.4.3　回收造粒注意事项

① 须采用排气式挤出机　无论使用哪种类型的挤出机都应该是排气式的，这样才能使废旧塑料回收料中的水分、易分解和易挥发成分及时地由挤出机内排出。

② 熔体过滤　废旧塑料由挤出机熔融塑化，挤出物料，按所需规格直接热切成粒或冷却后切粒备用。挤出机前端必须有两个功能部件，即粗滤板和滤网，它们在废旧塑料的挤出造粒和成型加工中起着重要的作用。粗滤板由合金钢支撑，外观呈蝶形，厚度约为料筒直径的1/5。上面有规则排列的小孔，孔径为3～6mm。孔两边倒角，以防止物料滞留而降解。使用滤网可进一步清除废料中残存的杂质，如砂子、纤维（100μm以上）以及其他熔点较高的塑料等，以保证产品质量和挤出过程的顺利进行。滤网通常由不锈钢制成，网目为0.85～0.125mm。必要时还可用几层孔径不同的滤网叠合使用，以增加过滤效果。