InnoREX - אולטרסונית משופר שחול PLA

ערבוב אולטרה סאונד, פיזור ואמולסיה משפר את ההבלטה של חומצות פולילקטיות (PLA). יישום ultrasonication לתוך קווי שחול מגביר את התשואה והאיכות של PLA המיוצר.

סינתזת פולילקטידים

חומצות או polylactide Polylactid (PLA) הוא פוליאסטר אליפטיות תרמופלסטיים, אשר מסונתז מ מונומרים חומצה lactide lactid. Lactide הוא diester מחזורי, אשר נגזר עמילן צמח מותסס (עמילן תירס למשל: קנה סוכר) והוא ממשמש בתור תחליף על בסיס צמח פלסטיק. ובכך, סינתזת PLA מתאימה באופן מושלם לתוך המגוון של כימיה ירוקה. PLA צבר ריבית גבוהה מהירות בה הוא מבוסס-ביו, תחליף מתכלה אל הפלסטיק המבוסס הפטרו-כימי הקונבנציונלי.
עובד על PLA: PLA (C₃ח₄הו₂) N יש צפיפות של 1210-1430 ק"ג / מ '³, הוא מסיס במים, קשה יותר PTFE ו נמס בטמפרטורות בין 150degC ו 220degC.

איננורקס – תהליך פילמור חדשני

תהליך הייצור הנוכחי של PLA דורש זרזים המכיל מתכת כדי לשפר את שיעור פילמור של לקטונים, אשר הם מסוכנים לבריאות ולסביבה. בנוגע לבעייתיות של ניצול זרז ואת הביקוש ההולך וגדל פולימרי biobased, פרויקט InnoREX מתמקד בפיתוח של תהליך פילמור, שבו המתכת הקונבנציונלית המכילה זרזים מוחלפות זרז אורגני נעזרה במקורות האנרגיה החלופיים של מתח גבוה אולטרסאונד, מיקרוגל לייזר.

זרזים אורגניים הוכחו לשלוט פילמור של lactide ביעילות, אך הפעילות שלהם עדיין צריכה להשתפר כדי לעמוד בסטנדרטים תעשייתיים. זה יושג על ידי כניסתה של אנרגיות חלופיות אולטרסוניקה, מיקרוגלים אור לייזר מאז הם להגביר את הפעילות זרז ולאפשר שליטה מדויקת של התגובה על ידי חלקים קטנים מרגש רק של תערובת התגובה בלי זמן התגובה.
הפרויקט משלב ולכן מערכת כור רומן, שבו מקורות אנרגיה החלופיים מוכנסים הבינוני, עם זרז אורגני להשיג ללא מתכת PLA בתהליך אקסטרוזיה תגובתי. (ראה תמונה. 1)
לכן, פרויקט InnoREX משתמש זמן התגובה המהיר של מיקרוגלים, אולטרסאונד ואור הליזר כדי להשיג פילמור רציף בדיוק שבשליטה והיעילה של PLA משקל מולקולרי גבוה בתוך מכבש בורג תאום. בנוסף, חיסכון משמעותי באנרגיה יושג על ידי שילוב פילמור, הרכבה ולעצב בשלב ייצור אחד.

אולטרסוניקה עוצמה גבוהה

שלושה מקורות אנרגיה חלופיים - אולטרסאונד, מיקרוגל הקרנת לייזר - משולבים כדי לגרום פילמור טבעת הפתיחה כדי להבטיח את פילמור משקל מולקולרי גבוה. במהלך זמן מגורים המוגבל בתא הכור, מקורות האנרגיה החלופיים להציג את השפעת נהיגת תגובה הנדרשת לתוך תא זרימה מוטבעת (ראה תמונה. 2) ברמה מאוד וממוקדת. ובכך, זרזים המכיל מתכת כגון הפח (II) 2-ethylhexanoate, אשר נמצא בתהליכי שחול קונבנציונליים הדרושים כדי להעלות את שיעור פילמור של לקטונים לרמה יעילה מקובלת, ניתן להימנע.
עבור מערכת מפעל הפיילוט InnoREX, מעבד קולי מתח גבוה UIP1000hd, אשר מסוגל לספק 1kW של כוח אולטרסאונד, שולב. אולטרסאונד בעוצמה גבוהה ידועה ההשפעות החיוביות שלה על ריאקציות כימיות, המהווה את תופעת sonochemistry. כאשר הספק גבוה גלי קולי מוכנסים מדיום נוזלי, גלי ליצור בלחץ גבוה (דחיסה) בלחץ נמוך (דִבלוּל) מחזורים וכתוצאה מכך אולטרסאונד cavitation. Cavitation מתארת את "היווצרות, צמיחה וקריסה של בועות בנוזל. התמוטטות ויטביטיבית מייצרת חימום מקומי אינטנסיבי (~ 5000K), לחצים גבוהים (~ 1000 כספומט), ושיעורי חימום וצינון עצומים (>109 K/sec) "כגון הזרמת נוזלים עם סילוני נוזלי של ~ 400 קמ ש. (K.S. Suslick 1998)
כוחות cavitational שנוצרו ultrasonically לספק אנרגיה קינטית, לפזר את החלקיקים וליצור רדיקלים תומכים התגובה פילמור הכימי.
השפעות חיוביות כלליות של sonication במהלך תגובה פילמור הן:

• חניכה של פילמור עקב רדיקלים נוצר sonochemically (קינטיקה של פילמור)
• האצה של קצב פילמור
• פולי-dispersities צר, אבל משקל מולקולרי גבוה של הפולימרים
• עוד תגובה הומוגנית ולכן חלוקה תחתונה של אורכי שרשרת

ספרות / הפניות

• K.S. Suslick (1998): קירק-Othmer האנציקלופדיה של טכנולוגיה כימית; 4th Ed. ג'יי ויילי & בנים: ניו יורק, 1998, כרך א '. 26, 517-541.