Hielscher अल्ट्रासाउंड प्रौद्योगिकी

InnoREX - Ultrasonically बेहतर पीएलए एक्सट्रूज़न

Polylactid एसिड या polylactide (पीएलए) एक थर्माप्लास्टिक एलिफैटिक पॉलिएस्टर, जो lactid एसिड और lactide मोनोमर से संश्लेषित किया जाता है। Lactide एक चक्रीय diester, जो किण्वित संयंत्र स्टार्च (जैसे मकई स्टार्च, गन्ने) से ली गई है और प्लास्टिक के लिए पौधों पर आधारित विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जाता है। इस प्रकार, पीएलए संश्लेषण हरी रसायन शास्त्र की सीमा में बिल्कुल फिट बैठता। पीएलए जल्दी से उच्च ब्याज प्राप्त के रूप में यह पारंपरिक पेट्रो-रसायन आधारित प्लास्टिक के लिए एक जैव आधारित, बायोडिग्रेडेबल विकल्प है।
पीएलए (सी: पीएलए पर तथ्य3एच4हे2) N 1210-1430 किलोग्राम / मीटर की घनत्व है3, पानी में अघुलनशील, PTFE तुलना में कठिन है और 150degC और 220degC के बीच तापमान पर पिघला देता है।
जैव आधारित पॉलिमर के लिए मांग तेजी से बढ़ रही है। कला की वर्तमान स्थिति के अनुसार, धातु युक्त उत्प्रेरक स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए एक खतरा प्रस्तुत, lactones की पॉलीमेराईजेशन दर में सुधार की आवश्यकता है। InnoREX निरंतर, बहुत ही सटीक, धातु मुक्त पीएलए के पॉलीमेराईजेशन के लिए वैकल्पिक ऊर्जा का उपयोग कर एक उपन्यास रिएक्टर अवधारणा का विकास होगा।

InnoREX पीएलए के निरंतर, बहुत ही सटीक, धातु मुक्त पॉलीमेराईजेशन के लिए एक उपन्यास रिएक्टर अवधारणा विकसित करता है।

इनोरेक्स – अभिनव polymerization की प्रक्रिया

पीएलए की वर्तमान उत्पादन प्रक्रिया lactones, जो स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए खतरनाक हैं की बहुलकीकरण दर में सुधार करने के लिए धातु युक्त उत्प्रेरक की आवश्यकता है। उत्प्रेरक उपयोग के समस्याग्रस्त प्रकृति और जैव आधारित पॉलिमर की बढ़ती मांग के संबंध में, InnoREX परियोजना एक बहुलकीकरण प्रक्रिया के विकास, जिसमें पारंपरिक धातु उत्प्रेरक युक्त एक जैविक उत्प्रेरक के द्वारा बदल दिया और उच्च शक्ति के वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों द्वारा की जाती है पर केंद्रित है अल्ट्रासाउंड, माइक्रोवेव और लेजर।
कार्बनिक उत्प्रेरक कुशलतापूर्वक lactide का बहुलकीकरण को नियंत्रित करने के लिए दिखाया गया है, लेकिन उनकी गतिविधि अभी भी औद्योगिक मानकों को पूरा करने के लिए सुधार किया जाना चाहिए। यह करने के वैकल्पिक ऊर्जा की शुरूआत से प्राप्त किया जाएगा Ultrasonics, माइक्रोवेव और लेजर प्रकाश के बाद से वे उत्प्रेरक गतिविधि में वृद्धि और प्रतिक्रिया समय के बिना प्रतिक्रिया मिश्रण की रोमांचक केवल छोटे भागों से प्रतिक्रिया की सटीक नियंत्रण सक्षम करें।
परियोजना इसलिए एक उपन्यास रिएक्टर प्रणाली है, जहां वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों एक जैविक उत्प्रेरक के साथ मध्यम में पेश कर रहे हैं, एक प्रतिक्रियाशील बाहर निकालना प्रक्रिया में एक धातु मुक्त पीएलए प्राप्त करने के लिए को जोड़ती है। (तस्वीर देखते हैं। 1)
इसलिए, InnoREX परियोजना एक जुड़वां पेंच एक्सट्रूडर में एक ठीक-नियंत्रित और कुशल का उच्च आणविक भार पीएलए निरंतर बहुलकीकरण प्राप्त करने के लिए माइक्रोवेव, अल्ट्रासाउंड और लेजर प्रकाश की तेजी से प्रतिक्रिया समय का उपयोग करता है। साथ ही, महत्वपूर्ण ऊर्जा बचत बहुलकीकरण के संयोजन, समझौता और एक उत्पादन चरण में आकार देने के द्वारा प्राप्त किया जाएगा।

अल्ट्रासाउंड पीएलए के प्रतिक्रियाशील बाहर निकालना सुधार करने के लिए वैकल्पिक ऊर्जा के रूप में प्रयोग किया जाता है। (बड़ा करने के लिए क्लिक करें!)

चित्र 1: पीएलए का बहुलकीकरण सुधार करने के लिए एक नया तरीका (स्रोत InnoREX)

पीएलए के बेहतर बहुलकीकरण के लिए ultrasonication

UIP2000hd – 2kW अल्ट्रासोनिक आर में इस्तेमाल किया प्रोसेसर&InnoREX की विकास मंच

हाई पावर Ultrasonics

तीन वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों - अल्ट्रासाउंड, माइक्रोवेव और लेजर विकिरण - अंगूठी खोलने बहुलकीकरण प्रेरित करने के लिए उच्च आणविक भार बहुलकीकरण सुनिश्चित करने के लिए जोड़ा जाता है। रिएक्टर कक्ष में सीमित निवास समय के दौरान, वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों एक उच्च रूप से लक्षित स्तर पर (तस्वीर देखते हैं। 2) एक इनलाइन प्रवाह सेल में आवश्यक प्रतिक्रिया ड्राइविंग प्रभाव परिचय। इस प्रकार, इस तरह के टिन (द्वितीय) 2-ethylhexanoate, जो पारंपरिक बाहर निकालना एक स्वीकार्य कुशल स्तर तक lactones की बहुलकीकरण दर को बढ़ाने के लिए आवश्यक प्रक्रियाओं में है के रूप में धातु युक्त उत्प्रेरक, बचा जा सकता है।
InnoREX प्रायोगिक संयंत्र प्रणाली के लिए, उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UIP1000hdहै, जो अल्ट्रासाउंड शक्ति का 1kW प्रदान करने के लिए सक्षम है, एकीकृत किया गया है। उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड अच्छी तरह से रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर इसके सकारात्मक प्रभाव है, जो sonochemistry की घटना है के लिए जाना जाता है। उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक तरंगों एक तरल माध्यम में पेश कर रहे हैं, लहरों उच्च दबाव (संपीड़न) और कम दबाव (विरलीकरण) अल्ट्रासाउंड में जिसके परिणामस्वरूप चक्र बनाने गुहिकायन. Cavitation का वर्णन करता है "एक तरल में बुलबुले के गठन, विकास और implosive पतन. Cavitational पतन तीव्र स्थानीय हीटिंग ($5000K), उच्च दबाव ($1000 एटीएम), और भारी हीटिंग और ठंडा दरों का उत्पादन (>109 K/sec)" इस तरह के एक s तरल स्ट्रीमिंग $ 400 किमी/
ultrasonically उत्पन्न cavitational बलों, गतिज ऊर्जा प्रदान करते हैं कणों को फैलाने और रासायनिक बहुलकीकरण प्रतिक्रिया समर्थन कण पैदा करते हैं।
एक बहुलकीकरण प्रतिक्रिया के दौरान sonication के जनरल सकारात्मक प्रभाव हैं:

  • बहुलकीकरण की दीक्षा sonochemically बनाया कण की वजह से (बहुलकीकरण गतिकी)
  • बहुलकीकरण दर की गति
  • संकरा पाली dispersities, लेकिन पॉलिमर के उच्च आणविक भार
  • अधिक सजातीय प्रतिक्रिया और इसलिए श्रृंखला लंबाई की एक कम वितरण
चित्र धातु युक्त उत्प्रेरक के अभाव के तहत एक अंगूठी खोलने बहुलकीकरण प्रेरित करने के लिए संयुक्त अल्ट्रासाउंड (Hielscher के UIP2000hd), माइक्रोवेव और लेजर की प्रक्रिया सेटअप से पता चलता

चित्र 2: अल्ट्रासाउंड, माइक्रोवेव और लेजर के साथ प्रक्रिया सेटअप एक अंगूठी खोलने बहुलकीकरण धातु युक्त उत्प्रेरक का उपयोग न प्राप्त करने के लिए (स्रोत: InnoREX)

साहित्य / संदर्भ

  • के.एस. Suslick (1998): किर्क-Othmer रासायनिक प्रौद्योगिकी का विश्वकोश; 4 एड। जे विले & संस: ंयूयॉर्क, 1998, vol. 26, 517-541 ।

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Hielscher से उच्च pwer अल्ट्रासाउंड पीएलए की धातु से मुक्त बहुलकीकरण के लिए InnoREX परियोजना में वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत के रूप में प्रयोग किया जाता है

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