InnoREX - Ultrasonično Poboljšana PLA istiskivanja

Ultrasonic mixing, dispersing and emulsification improves the extrusion of polylactic acids (PLA). Implementing ultrasonication into extrusion lines increases yield and quality of the produced PLA.

Polylactide Synthesis

Polylactid kiseline ili polylactide (PLA) je termoplastični alifatski poliester, koji je sintetiziran iz monomera lactid kiseline i laktid. Laktid je ciklični diestra, koja je izvedena iz fermentiranih biljnog škroba (npr kukuruzni škrob, šećerne trske) i koristi se kao zamjena na biljnoj bazi za plastiku. Na taj način, PLA sinteza savršeno uklapa u rasponu od zelene kemije. PLA stekao brzo velikog interesa jer je to bio zasnovan, biorazgradivi zamjena za plastiku konvencionalnim petro-kemijske sjedištem u.
Činjenice o PLA: PLA (C₃H₄The₂) N ima gustoću od 1210-1430 kg / m³, Se ne rastvara u vodi, teže od PTFE i topi na temperaturi između 150degC i 220degC.

InnoREX – Inovativni Polimerizacija procesa

Trenutni proizvodni proces PLA zahtijeva katalizatora metala sadrže za poboljšanje stope polimerizacijom laktona, koji su opasni po zdravlje i okoliš. Što se tiče problematičnu prirodu korištenje katalizatora i sve veću potražnju za biobased polimera, projekt InnoREX se fokusira na razvoj procesa polimerizacije, u kojem konvencionalne metal sadrži katalizatora mijenja se organska katalizator i uz pomoć alternativnih izvora energije velike snage ultrazvuk, mikrovalna pećnica i laser.

Organski katalizatori su pokazali da efikasno kontrolirati polimerizacije laktid, ali ipak mora biti poboljšana njihova aktivnost između industrijskim standardima. To će se postići uvođenjem alternativne energije ultrasonično, Mikrovalne pećnice i lasersko svjetlo, jer oni povećavaju aktivnosti katalizatora i omogućiti preciznu kontrolu reakciju uzbudljivo samo male dijelove reakcije smjesa bez vremenskog odziva.
Projekat kombinuje stoga roman sistem reaktora, gdje se predstavio alternativnih izvora energije u medij, sa organskim katalizator da se dobije PLA bezmetalne u reaktivni proces istiskivanja. (Vidi sl. 1)
Dakle, projekt InnoREX koristi vrijeme brz odgovor mikrovalova, ultrazvuka i lasersko svjetlo kako bi se postigla precizno kontrolom i efikasno kontinuirano polimerizacijom visoke molekularne težine PLA u twin ekstruder. Pored toga, značajne uštede energije će se postići kombinacijom polimerizacije, compounding i oblikovanja u jednom koraku proizvodnje.

Ultra-Sonics visokog napajanja

Tri alternativnih izvora energije - ultrazvuk, mikrovalna pećnica i laser zračenje - su u kombinaciji da izazove otvaranja prstena polimerizacije kako bi se osigurala visoke molekularne težine polimerizacije. Tokom ograničeno vrijeme boravka u reaktoru vijeća, alternativnih izvora energije uvesti potrebne reakcije u vožnji udara u inline toka ćelija (vidi sl. 2) na visoko-ciljane nivou. Na taj način, katalizatori metal sadrže kao što je tin (II) 2-ethylhexanoate, koja je u konvencionalnim istiskivanja procese potrebne za podizanje stope polimerizacijom laktona na prihvatljiv efikasan nivo, može se izbjeći.
Za InnoREX pilot postrojenje sistema, velike snage ultrazvučnog procesor UIP1000hd, Koji je u stanju pružiti 1kW ultrazvučnog moći, je integrirana. ultrazvuk velike snage je dobro poznat po svojim pozitivne efekte na kemijske reakcije, a to je fenomen sonochemistry. Kada se uvode u tečnom mediju velike snage ultrazvučnih talasa, talasi stvaraju pod visokim pritiskom (kompresija) i niskog pritiska (razrjeđivanje) ciklusi rezultira ultrazvuk kavitacija. Šupljina opisuje "formiranje, rast i implozivni kolaps mjehurića u tekućem. Urušavanje kavitacijskih kolapsa proizvodi intenzivno lokalno grijanje (~ 5000K), visoke pritiske (~ 1000 ATM), te ogromne grijanja i stope hlađenja (>109 K/SEC) "takva tekuća tečnost sa tekućim mlaznjakom od d 400 km/h. (K.S. Suslick 1998)
Je ultrazvučno generira cavitational snage pružaju kinetičke energije, rastera čestica i stvoriti radikala koji podržavaju kemijskih reakcija polimerizacije.
General pozitivne efekte sonication tijekom polimerizacije reakcije su:

• iniciranje polimerizacije zbog sonochemically stvorili radikala (polimerizacija kinetike)
• ubrzanje stope polimerizacije
• uže poli-dispersities, ali više molekularne težine polimera
• više homogena reakcija i stoga niže distribuciju dužine lanca

Literatura / Reference

• K.Š. Suslick (1998): Kirk-Othmer Enciklopedija hemijske tehnologije; 4. Ed. J. Wiley & Sons: New York 1998, Vol. 26, 517-541.