Hielscher ultrazvuková technologie

InnoREX - ultrazvukem Lepší PLA Vytlačování

Polylactid kyseliny nebo polylaktid (PLA) je termoplastický alifatický polyester, který se syntetizuje z kyseliny a laktid monomerů mléčnou. Laktid je cyklický diester, který je odvozen z fermentované rostlin škrob (např. Kukuřičný škrob, cukrová třtina), a je používán jako náhrada rostlin na bázi plastů. Tím, syntéza PLA dokonale zapadá do rozsahu zelené chemie. PLA získal rychle velký zájem, protože je bio-bázi, biologicky odbouratelné plasty náhradou konvenční petro-chemické bázi.
Fakta o PLA: PLA (C3H4Ó2) N má hustotu 1210-1430 kg / m3, Je nerozpustný ve vodě, tvrdší než PTFE a taje při teplotě v rozmezí 150degC a 220degC.
Poptávka po biologického polymery rychle roste. Podle současného stavu techniky, jsou potřebné katalyzátory obsahující kov ke zlepšení rychlosti polymerace laktonů, které představují nebezpečí pro zdraví a životní prostředí. InnoREX se vyvinout nový koncept reaktoru za použití alternativních energií pro kontinuální, velmi přesné, kovu bez polymerace PLA.

InnoREX rozvíjí nový koncept reaktoru pro kontinuální, velmi přesné, kovu bez polymerace PLA.

Funkce InnoREX – Inovativní postup polymerace

Stávající výrobní proces vyžaduje PLA katalyzátory obsahující kov ke zlepšení rychlosti polymerace laktonů, které jsou nebezpečné pro zdraví a životní prostředí. Pokud jde o problematičnost využití katalyzátoru a rostoucí poptávku po biologického polymerů, projekt InnoREX se zaměřuje na vývoj polymerizačního procesu, ve kterém je konvenční kov obsahující katalyzátory nahrazen organickým katalyzátorem a za pomoci alternativních zdrojů energie s vysokým výkonem ultrazvuk, mikrovlnná trouba a laser.
Organické katalyzátory bylo prokázáno, že účinně řídit polymerizaci laktidu, ale jejich účinnost je třeba ještě zlepšit, aby splnění průmyslových standardů. Toho bude dosaženo zavedením alternativních energií ultrazvuk, Mikrovlnné trouby a laserové světlo, protože zvyšují katalytickou aktivitu a umožňují přesné řízení reakce zajímavé pouze malé části reakční směsi, bez doby odezvy.
Projekt tedy kombinuje nový reaktorový systém, kde jsou alternativní zdroje energie zavádí do média, s organickým katalyzátorem, čímž se získá kovový bez PLA v reaktivním vytlačováním. (Viz obr. 1)
Proto je projekt InnoREX používá rychlou dobu odezvy, mikrovlnná trouba, ultrazvukem a laserového světla, aby se dosáhlo přesně řízený a efektivní kontinuální polymeraci s vysokou molekulovou hmotností CHKO v dvoušnekovém vytlačovacím stroji. Navíc bude významné úspory energie je dosaženo kombinací polymerace, směšování a tvarování v jednom výrobním kroku.

Ultrazvuk se používá jako alternativní energie pro zlepšení reaktivní extruzi PLA. (Klikni pro zvětšení!)

Obrázek 1: Nový způsob, jak zlepšit polymerace PLA (zdroj InnoREX)

Ultrazvuku pro lepší polymeraci PLA

UIP2000hd – 2kW ultrazvukové procesor použitý v R&D stupeň InnoREX

High Power Ultrazvuk

Tři alternativní zdroje energie - ultrazvuková, mikrovlnná trouba a laserové záření - jsou kombinovány pro vyvolání otevření kruhu polymerace pro zajištění polymerace s vysokou molekulovou hmotností. Během omezenou dobu zdržení v reaktorové komoře, alternativní zdroje energie zavést požadované reakční řízení dopad do in-line průtokové buňky (viz obr. 2) na vysoce cílené úrovni. Tím, katalyzátory obsahující kov, jako například cín (II), 2-ethylhexanoát, což je v běžných vytlačovacích postupech, které mají zvýšit rychlost polymerace laktonů na přijatelnou úroveň efektivní, může být zabráněno.
Pro poloprovozní systému InnoREX, ultrazvukový procesor s vysokým výkonem UIP1000hd, Který je schopen poskytnout 1 kWh ultrazvukové energie, byl integrován. Vysoký výkon ultrazvuku je dobře znám pro své pozitivní účinky na chemických reakcí, což je fenomén sonochemie. Když jsou výkonové ultrazvukové vlny zavádí do kapalného média, vlny vytvořit vysokotlaký (kompresního) a nízkotlaké (zředění) cyklů za následek ultrazvuku kavitace. Kavitace popisuje "vznik, růst a Implozivní kolaps bublin v tekutině." Cavitační kolaps produkuje intenzivní místní topení (~ 5000 k), vysoké tlaky (~ 1000 ATM) a enormní hodnoty topení a chlazení (>109 K/s) "takové tekuté proudové proudy s kapalným proudem ~ 400 km/h. (K.S. Suslick 1998)
Ultrazvukem generované kavitačné síly poskytují kinetickou energii, disperzi částic a vytvořit radikály podporují chemické polymerační reakci.
Obecné pozitivní účinky ultrazvuku v průběhu polymerační reakce jsou:

  • zahájení polymerace v důsledku sonochemically vytvořených radikálů (polymerační kinetika)
  • zrychlení rychlosti polymerace
  • užší poly-dispersities, ale s vyšší molekulovou hmotností polymerů
  • více homogenní reakce, a tím nižší distribuce délek řetězců
Obrázek ukazuje nastavení procesu kombinované ultrazvuku (Hielscher je UIP2000hd), mikrovlnnou troubou a laseru k vyvolání otevření kruhu polymerace za nepřítomnosti katalyzátorů obsahujících kovy

Obrázek 2: Nastavení procesu s ultrazvukem, mikrovlnnou troubou a laseru pro dosažení polymerace s otevřením kroužek vyhnout použití katalyzátorů obsahujících kov (Zdroj: InnoREX)

Literatura / Reference

  • K.S. Suslick (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4. vydání. J. Wiley & Sons: New York, 1998, sv. 26, 517-541.

Kontakt / požádat o další informace

Promluvte si s námi o vaše požadavky na zpracování. Doporučíme nejvhodnější nastavení a zpracování parametrů pro váš projekt.





Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Vysoká pwer ultrazvuk z Hielscher je používán jako alternativní zdroj energie v projektu InnoREX pro kovové bez polymerace PLA

Klikněte zde pro zobrazení plakát InnoREX!