InnoREX – ултразвуково подобрена PLA екструзия-Hielscher ултразвукова технология
Полилактид киселини или полилактид (PLA) е термопластичен алифатен полиестер, който се синтезира от киселина и лактид мономери млечна. Лактид е цикличен диестер, който е получен от ферментирало растенията нишесте (например царевично нишесте, захарна тръстика) и се използва като заместител на растителна основа за пластмаси. По този начин, PLA синтез пасва идеално в диапазона от зелен химия. PLA бързо печели голям интерес, тъй като е на биологична основа, биоразградими заместител на конвенционалните нефтохимически, базирани на пластмаси.
Данни за PLA: PLA (С3Н4Най-2) П има плътност от 1210-1430 кг / м3Е неразтворим във вода, по-трудно от PTFE и се топи при температури между 150degC и 220degC.
InnoREX развива нова концепция реактора за непрекъснато, много точно, без метал полимеризация на PLA.
Всички – Иновативна полимеризация процес
текущо производство на PLA The изисква, съдържащи метали, катализатори, за да се подобри степента на полимеризация на лактони, които са опасни за здравето и околната среда. Що се отнася до проблематично естеството на използване на катализатор и нарастващото търсене на биологична основа полимери, проектът InnoREX фокусира върху развитието на процеса на полимеризация, в който конвенционалната метал, съдържащ катализатори се заменя с органичен катализатор и подпомагана от алтернативни източници на енергия с голяма мощност ултразвук, микровълнова печка и лазер.
Органични катализатори са показали, че за ефективно управление на полимеризацията на лактид, но тяхната дейност все още трябва да се подобри, за да се срещне индустриални стандарти. Това ще бъде постигнато чрез въвеждането на алтернативни източници на енергия на ултразвук, Микровълни и лазерна светлина, тъй като те увеличават катализатор активност и позволяват прецизен контрол на реакцията чрез интересни само малки части от реакционната смес без време за реакция.
Следователно Проектът съчетава нова система реактор, където алтернативни енергийни източници се въвеждат в средата, с органична катализатор за получаване на метал без PLA в реактивен процес на екструдиране. (Виж снимка. 1)
Затова проектът InnoREX използва бързото време за реакция на микровълни, ултразвук и лазерна светлина, за да се постигне по-точно контролирани и ефективно непрекъсната полимеризация на високо молекулно тегло PLA в двойношнеков екструдер. Освен това, значителна икономия на енергия ще бъдат постигнати чрез комбиниране на полимеризация, смесване и оформяне в един производствен етап.
Снимка 1: Нов начин за подобряване на полимеризацията на PLA (източник InnoREX)
UIP2000hd – 2kW ултразвуков процесор на R&D етап на InnoREX
Високите Силови Ultrasonics
Три алтернативни източници на енергия - ултразвук, микровълнови и лазерно облъчване - се комбинират, за да индуцират полимеризация с отваряне на пръстен, за да се осигури високо полимеризацията на молекулното тегло. По време на ограничен пребиваване в камерата на реактора, алтернативни енергийни източници въведе желаната реакция шофиране въздействие в клетка вградени поток (виж снимка. 2) при силно насочени по ниво. По този начин, метал-съдържащи катализатори, като например калаен (II) 2-етилхексаноат, което е в конвенционалните процеси екструдиране, необходими за повишаване на скоростта на полимеризация на лактони до приемливо ефективно ниво, могат да бъдат избегнати.
За пилотен завод система InnoREX ултразвукови процесор с голяма мощност UIP1000hd, Която е в състояние да осигури 1kW на ултразвук власт, е интегрирана. Висока мощност ултразвук е добре известен със своите положителни ефекти върху химични реакции, което е явлението sonochemistry. Когато висока мощност ултразвукови вълни са въведени в течна среда, вълните създават високо налягане (натиск) и ниско налягане (разреждане) цикли в резултат на ултразвук кавитация. Кавитация описва "формирането, растежа и имплозията колапс на мехурчета в течност. Какационен колапс произвежда интензивно локално отопление (~ 5000 к), висок натиск (~ 1000 УВД), и огромни скорости на отопление и охлаждане (>109 K/SEC) "такива течни стрийминг с течни струи ~ 400 км/ч 1998.
На ултразвуково генерирани Cavitational сили осигуряват кинетична енергия, се диспергират частиците и създават радикали поддържащи реакцията на химичното полимеризация.
Общи положителни ефекти на ултразвук по време на реакцията на полимеризация са:
започване на полимеризация поради sonochemically създадени радикали (полимеризация кинетика)
ускоряване на скоростта на полимеризация
тесни поли-dispersities, но по-високо молекулно тегло на полимерите
по-хомогенна реакция и следователно по-ниска разпределение на дължина на веригата
Картина 2: настройка Метод с ултразвук, микровълнова печка и лазер, за да се постигне отваряне на полимеризация пръстен избягва използването на метални катализатори, съдържащи (Източник: InnoREX)
K.S. Suslick (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia на химичните технологии; Четвъртия Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, кн. 26, 517-541.
Кликнете тук, за да видите плакат InnoREX!