InnoREX - التراسونیک بهبود PLA اکستروژن

اسیدهای Polylactid یا polylactide (PLA) یک پلی استر آلیفاتیک گرمانرم، که از اسید و لاکتید مونومر lactid سنتز است. لاکتید دی استر حلقوی است که از نشاسته گیاهی تخمیر (به عنوان مثال نشاسته ذرت، نیشکر) مشتق شده است و به عنوان جایگزین گیاهی برای پلاستیک استفاده می شود. در نتیجه، سنتز PLA کاملا متناسب به طیف وسیعی از شیمی سبز. PLA علاقه به سرعت بالا به دست آورد آن را به عنوان جایگزین زیست تخریب پذیر زیستی بر اساس به پلاستیکهای معمولی پترو شیمیایی بر اساس است.
حقایق در مورد PLA: PLA (C₃ه₄اميد_H2S) دارای چگالی 1210-1430 کیلوگرم / متر N³، نامحلول در آب، سخت تر از PTFE است و ذوب در دمای بین 150degC و 220degC.

InnoREX – فرآیند پلیمریزاسیون نوآورانه

فرایند تولید فعلی PLA نیاز به کاتالیزورهای فلزی حاوی به منظور بهبود نرخ پلیمریزاسیون از لاکتون، که برای سلامتی خطرناک و محیط زیست می باشد. با توجه به ماهیت مشکل استفاده از کاتالیزور و تقاضای رو به رشد برای پلیمر زیستی، پروژه InnoREX در توسعه یک فرایند پلیمریزاسیون، که در آن فلز معمولی حاوی کاتالیزور است که توسط یک کاتالیزور آلی جایگزین و توسط منابع انرژی جایگزین از قدرت بالا به کمک تمرکز سونوگرافی، مایکروویو و لیزر.
کاتالیزور آلی نشان داده شده است کنترل موثر پلیمریزاسیون لاکتید، اما فعالیت آنها هنوز هم باید بهبود یافته است برای دیدار با استانداردهای صنعتی. این خواهد بود که با مقدمه ای از انرژی های جایگزین از دست فرا صوت، مایکروویو و نور لیزر از آنجایی که آنها فعالیت کاتالیزور افزایش و فعال کردن کنترل دقیق واکنش های هیجان انگیز قطعات تنها کمی از مخلوط واکنش را بدون زمان پاسخ.
این پروژه ترکیبی بنابراین یک سیستم راکتور رمان، که در آن منابع انرژی جایگزین به محیط، معرفی شده با یک کاتالیزور آلی برای به دست آوردن PLA بدون فلز در یک فرایند اکستروژن واکنشی است. (عکس را ببینید. 1)
بنابراین، این پروژه با استفاده از InnoREX زمان پاسخ سریع مایکروویو، اولتراسوند و نور لیزر برای رسیدن به یک پلیمریزاسیون مداوم دقیقا تحت کنترل و کارآمد از وزن مولکولی بالا PLA در یک اکسترودر دو ماردان. علاوه بر این، صرفه جویی قابل توجهی خواهد شد با ترکیب پلیمریزاسیون، ترکیب و شکل دادن به در یک مرحله تولید به دست آورد.

فرا صوت قدرت بالا

سه منابع انرژی جایگزین - سونوگرافی، مایکروویو و تابش لیزر - هم ترکیب می شوند برای وادار کردن پلیمریزاسیون حلقه باز برای اطمینان از پلیمریزاسیون با وزن مولکولی بالا. در مدت اقامت محدود در محفظه راکتور از منابع انرژی جایگزین را معرفی واکنش رانندگی تاثیر مورد نیاز را به یک سلول جریان های درون خطی (عکس را ببینید. 2) در یک سطح بسیار هدفمند. در نتیجه، کاتالیزورهای فلزی حاوی مانند 2-اتیلهگزانوئات قلع، است که در فرآیندهای اکستروژن معمولی مورد نیاز برای افزایش نرخ پلیمریزاسیون از لاکتون به یک سطح قابل قبول کارآمد، می تواند اجتناب شود.
برای سیستم پایلوت InnoREX، قدرت بالا پردازنده مافوق صوت UIP1000hd، است که قادر به ارائه 1KW قدرت مافوق صوت، یکپارچه شده است. سونوگرافی با قدرت بالا است به خوبی برای اثرات مثبت آن بر واکنش های شیمیایی است که پدیده آواشیمی شناخته شده است. هنگامی که قدرت بالا امواج مافوق صوت را به یک محیط مایع معرفی، امواج ایجاد فشار بالا (فشرده سازی) و کم فشار (حجم) چرخه و در نتیجه سونوگرافی کاویتاسیون. کاویتاسیون توصیف "شکل گیری ، رشد و فروپاشی انسداد حباب در یک مایع است. فروپاشی حفره تولید حرارت شدید محلی (~ 5000K) ، فشارهای بالا (~ ۱۰۰۰ atm) ، و نرخ گرمایش و سرمایش عظیم (>۱۰۹ K/sec) "چنین جریان مایع با جت مایع از ~ ۴۰۰ km/h. (K.S. Suslick ۱۹۹۸)
نیروهای حفره التراسونیک تولید انرژی جنبشی ارائه، پراکنده کردن ذرات و ایجاد رادیکال های حمایت از واکنش شیمیایی پلیمریزاسیون.
اثرات مثبت عمومی فراصوت در طول یک واکنش پلیمریزاسیون عبارتند از:

• شروع پلیمریزاسیون در اثر رادیکالهای sonochemically ایجاد (سینتیک پلیمریزاسیون)
• شتاب نرخ پلیمریزاسیون
• باریک پلی dispersities، اما وزن مولکولی بالاتر از پلیمرهای
• واکنش همگن تر و از این رو یک توزیع پایین تر از طول زنجیره

ادبیات / منابع

• K.S. Suslick (1998): کرک-روش othmer دایره المعارف از تکنولوژی شیمیایی؛ 4 اد. J. ویلی & پسران: نیویورک، 1998، ج 26، 517-541.