Hielscher Ultrasound Technology

InnoREX – Ultrasonically pinabuting PLA pagpilit

Polylactid acids o polylactide (PLA) ay isang thermoplastic na polyester aliphatic, na kung saan ay synthesized mula sa lactid acid at lactide monomers. Lactide ay isang cyclic na diester, na galing sa fermented plant almirol (hal. mais almirol, tubo) at ito ay ginagamit bilang panghalili batay sa planta para sa mga plastik. Gayon, PLA synthesis naaakma ganap sa hanay ng mga berdeng chemistry. PLA nagkaroon agad ng mataas na interes kapag ito ay nakabatay sa bio, biodegradable panghalili sa ang maginoo petro-kemikal batay plastik.
Ang mga katotohanan sa PLA: PLA (C3H4OH2) n ay isang density ng 1210-1430 kg/m3, ay walang kalutasan sa tubig, mas mahirap kaysa PTFE at melts sa temperatura sa pagitan ng 150degC at 220degC.
Ang demand para sa mga na biobased polymers ay mabilis na lumalaki. Ayon sa kasalukuyang estado ng sining, naglalaman ng metal katalista ay kinakailangan upang mapabuti ang mga rate ng polymerisation ng lactones, posing ng panganib sa kalusugan at sa kapaligiran. InnoREX ay bumuo ng isang konsepto ng nobelang reaktor na paggamit ng mga alternatibong lakas para ng tuluy-tuloy, mataas na tumpak, metal-libreng polymerisation ng PLA.

InnoREX develops isang nobelang reaktor konsepto para tuluy-tuloy, mataas na tumpak, metal-libreng polymerisation ng PLA.

InnoREX – Makabagong polimerisiyesyon na proseso

Ang kasalukuyang proseso ng produksyon ng PLA ay nangangailangan ng naglalaman ng metal katalista upang mapahusay ang rate ng polimerisiyesyon ng mga lactones, na kung saan ay mapanganib sa kalusugan at kapaligiran. Hinggil sa problemang katangian ng katalista paggamit at ang lumalaking demand para sa mga na biobased polymers, InnoREX proyekto ay nakatuon sa pagbuo ng isang polimerisiyesyon na proseso, kung saan ang maginoo metal na naglalaman ng mga catalysts ay napalitan ng isang organikong magtutulak at tinutulungan ng mga ang mga mapagkukunan ng alternatibong enerhiya ng mataas na kapangyarihan ultratunog, microwave at laser.
Organic katalista ay ipinakita sa mahusay na kontrolin ang polimerisiyesyon ng lactide, ngunit dapat pa rin gumanda upang matugunan ang mga pamantayan ng industriya ang kanilang mga aktibidad. Ito ay makakamit sa pamamagitan ng pagpapakilala ng alternatibong lakas ng makabagong, Microwave at laser light dahil nila dagdagan ang mga aktibidad na magtutulak at paganahin ang mga tiyak na kontrol ng mga reaksyon ng kapana-panabik na lamang maliit na bahagi ng ang reaksyon pinaghalong nang hindi oras ng pagtugon.
Proyekto pinagsasama samakatuwid isang nobelang reaktor sistema, kung saan ipinakilala ang mga mapagkukunan ng alternatibong enerhiya sa ang daluyan, may isang organikong katalista para makakuha ng isang metal-libreng PLA sa isang proseso ng pagpilit na reaktibo. (tingnan sa pic. 1)
Samakatuwid, gumagamit ng mga InnoREX proyekto sa panahon ng mabilis na tugon ng Microwave, ultrasound at laser light upang makamit ang isang tiyak-kontrolado at mahusay tuloy-tuloy na polimerisiyesyon ng mataas molekular timbang PLA sa isang kambal Turnilyo extruder. Bukod pa rito, malaking enerhiya savings ay nakakamit ng pag-uugnay polimerisiyesyon, compounding at paghubog sa produksyon ng isang hakbang.

Ultratunog ay ginagamit bilang isang alternatibong enerhiya upang mapabuti ang reaktibo pagpilit ng PLA. (I-click upang palakihin!)

Larawan 1: Ang isang bagong paraan upang mapabuti ang polimerisiyesyon n (source InnoREX)

Ultrasound para sa pinahusay na polimerisiyesyon ng PLA

UIP2000hd – 2kW ultrasonic processor na ginagamit sa mga R&D yugto ng InnoREX

Mataas na kapangyarihan Ultrasonics

Tatlong pinagkukunan ng alternatibong enerhiya – ultratunog, microwave at laser pag-iilaw – ay pinagsama upang ibuyo ang singsing-pambungad polimerisiyesyon upang matiyak ang mataas molekular timbang polimerisiyesyon. Sa panahon ng limitadong paninirahan sa Reaktor Kamara, ipakilala ang mga mapagkukunan ng alternatibong enerhiya ang kinakailangan na reaksyon na nagmamaneho ng epekto sa isang daloy ng inline cell (tingnan sa pic. 2) sa isang mataas sa target na antas. Gayon, ang mga naglalaman ng metal katalista tulad ng lata (II) 2-ethylhexanoate, na kung saan ay sa mga proseso ng maginoo pagpilit na kinakailangan upang taasan ang rate ng polimerisiyesyon ng mga lactones isang katanggap-tanggap na antas ng mahusay, ay maaaring iwasan.
Para sa mga InnoREX pilot plant na sistema, ang ultrasonic processor ng mataas na kapangyarihan UIP1000hd, na kung saan ay may kakayahang magbigay ng 1kW ng ultratunog kapangyarihan, may nga isinama. Mataas na kapangyarihan ultratunog ay mahusay na kilala para sa mga positibong epekto nito sa reaksyon ng mga kemikal, na kung saan ay ang kababalaghan ng Sonochemie. Kapag mataas na kapangyarihan ultrasonic waves ay ipinakilala sa isang daluyan ng likido, ang mga alon ay lumikha ng mga high-pressure (compression) at mga cycles ng mababa ang presyon (rarefaction) na nagbunga ng mga ultrasound cavitation. Cavitation inilalarawan "ang pagbuo, paglago at implosive pagbagsak ng mga bula sa isang likido. Cavitational tiklupin gumagawa ng matinding mga lokal na pag-init (~ 5000K), mataas na mga pamimilit (~ 1000 ATM), at napakalaking heating at paglamig rate (>109 K/SEC) "tulad ng isang s likido na bumabak na may likido jet ng ~ 400 km/h. (K.S. Suslick 1998)
Ang ultrasonically Pinagagana kapag cavitational pwersa magbigay kinetiko enerhiya, itataboy ang mga partikulo at lumikha ng mga radicals na pagsuporta ang reaksyon ng kemikal na polimerisiyesyon.
Pangkalahatang positibong epekto ng sonication sa panahon ng isang polimerisiyesyon na reaksyon ay:

  • pagsisimula ng polimerisiyesyon dahil sa mga sonochemically nilikha radicals (polimerisiyesyon kinetics)
  • akselerasyon ng mga rate ng polimerisiyesyon
  • pakaunting poly-dispersities, pero mas mataas na molekular timbang ng mga na polymers
  • mas homogenous reaksyon at samakatuwid isang mas mababang distribusyon ng haba ng tanikala
Ang larawan ay nagpapakita ng proseso ng pag-setup ng pinagsamang ultratunog (HIelscher ni UIP2000hd), microwave at laser upang magbuod ng isang singsing-pambungad na polimerisiyesyon sa ilalim ng kawalan ng naglalaman ng metal katalista

Larawan 2: Proseso ng setup ng ultratunog, microwave at laser upang makamit ang isang singsing na pagbubukas ng polimerisiyesyon na pag-iwas sa paggamit ng naglalaman ng metal katalista (Source: InnoREX)

Panitikan/mga reperensya

  • K.S. Suslick (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia ng kemikal teknolohiya; 4th ed. J. Wiley & Anak: New York, 1998, tomo 26, 517-541

Makipag-ugnay sa amin / tanungin para sa karagdagang impormasyon

Makipag-usap sa amin tungkol sa iyong mga kinakailangan sa pagproseso. Inirerekomenda namin ang mga pinaka-angkop setup at pagproseso parameter para sa inyong proyekto.





Mangyaring tandaan natin Patakaran sa privacy.


Mataas na pwer ultratunog mula Hielscher ay ginagamit bilang mapagkukunan ng alternatibong enerhiya sa InnoREX project para sa mga metal-libreng polimerisiyesyon ng PLA

Mag-click dito upang makita ang poster ng InnoREX!