InnoREX - Ultrasonično Poboljšana PLA istiskivanja

Ultrazvučno miješanje, raspršivanje i emulgifikacija poboljšava ektruziju polilaktičkih kiselina (PLA). Implementacija ultrasonication u ektruzije linije povećava prinos i kvalitet proizvedenog PLA.

Sinteza polilaktida

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.