InnoREX - minimalno Poboljšana PLA Utiskivanje

Ultrazvučko miješanje, raspršivanje i emulzifikacija poboljšava ekstruziju polilaktičkih kiselina (PLA). Implementacija ultrazvuka u ekstruzijske linije povećava prinos i kvalitetu proizvedenog PLA.

Sinteza polilaktida

Polylactid kiseline ili polilaktid (PLA) je termoplastični poliester alifatski, koji se sintetizira iz monomera lactid kiseline i laktid. Laktide je ciklički diester, koji je izveden iz postrojenja fermentira škroba (na primjer, kukuruzni škrob, šećerne repe) i koristi se kao biljne zamjena za plastiku. Na taj način, sinteza PLA savršeno uklapa u rasponu od zelene kemije. PLA stekao brzo visoke kamate kao što je bio-based, biorazgradivi nadomjestak za plastiku konvencionalnim petro-kemijske temelji na.
Podaci o PLA: PLA (Ci₃H₄O₂) N ima gustoću od 1210-1430 kg /³Je netopljiv u vodi, tvrđi od PTFE i tali na temperaturama između 150degC i 220degC.

Nevini Rex – Inovativni postupak polimerizacije

Sadašnji proizvodni proces PLA zahtijeva katalizatore metalne sadrže poboljšati brzinu polimerizacije laktona, koji su opasni za zdravlje i okoliš. S obzirom na problematičnost korištenja katalizatora i sve veću potražnju za biobased polimera je InnoREX Projekt se fokusira na razvoj procesa polimerizacije, u kojem je konvencionalna metala koji sadrže katalizatore zamjenjuje organske katalizatora i uz pomoć alternativnih izvora energije visoke snage ultrazvuk, mikrovalna pećnica i laser.

Organski katalizatori su pokazala da učinkovito kontrolirati polimerizaciju laktid, ali njihova aktivnost još uvijek treba poboljšati kako bi se zadovoljili industrijske standarde. To će se postići uvođenjem alternativnih energija ultrazvuk, Mikrovalne pećnice i lasersko svjetlo, jer oni povećavaju aktivnost katalizatora i omogućiti preciznu kontrolu reakcije uzbudljivih samo malim dijelovima reakcijske smjese bez vremena odziva.
Projekt stoga kombinira novi sustav reaktora, gdje su alternativni izvori energije unose u medij, s organskim katalizatora kako bi se dobio metal-free PLA u procesu reaktivne ekstruzije. (Vidi slika. 1)
Dakle, InnoREX projekt koristi brzo vrijeme odziva mikrovalova, ultrazvuka i lasera kako bi se postigla precizno kontrolirani i učinkovito kontinuirano polimerizaciju visoke molekularne težine, PLA u ekstruder s dvostrukim navojem. Osim toga, značajna ušteda energije će se postići kombiniranjem polimerizacija, složen i oblikovanje u jednom proizvodnom koraku.

High Power Ultrasonics

Tri alternativni izvori energije - ultrazvuk, mikrovalna pećnica i laserom - kombiniraju se da bi pobudio polimerizacije otvorenog prstena kako bi se osigurala visoka polimerizacija molekularne težine. Tijekom ograničeno vrijeme boravka u prostor reaktora, alternativni izvori energije uvesti obavezno utjecaj reakcije u vožnji u stanice koja inline protoka (vidi slika. 2) na visoko-ciljane razine. Time, katalizatori koji sadrže metal, kao što je kositar (II) 2-etilheksanoata, koji se nalazi u uobičajenim postupcima ekstruzije potrebnim povećati brzinu polimerizacije od laktona na prihvatljivu razinu učinkovito, mogu se izbjeći.
Za InnoREX pilot biljnog sustava, velike snage ultrazvučni procesor UIP1000hd, Koji je u stanju pružiti 1kW ultrazvučne snage je integrirana. Ultrazvuk velike snage dobro je poznat po svojim pozitivnim učincima na kemijske reakcije, što je fenomen ultrazvučna kemija. Kada velike snage ultrazvučni valovi se uvode u tekućem mediju, valovi stvaraju visokim tlakom (kompresija) i niskog tlaka (razrjeđivanje) ciklusa koje proizlaze iz ultrazvuka kavitacija. Kavitacija opisuje "formiranje, rast i implozivno kolaps mjehurića u tekućini. Cavitational kolaps proizvodi intenzivno lokalno grijanje (~ 5000K), visokim tlakom (~ 1000 ATM), i ogromne stope grijanja i hlađenja (>109 K/sec) "takva tekuća struja s tekućim mlazovima od ~ 400 km/h. (K.S. Suslick 1998)
U ultrazvučno generirani cavitational snage pružaju kinetičku energiju, raspršivanje čestica i stvaranje radikala koji podupiru reakcije kemijske polimerizacije.
Opći pozitivni učinci ultrazvuka tijekom reakcije polimerizacije:

• iniciranje polimerizacije uslijed sonochemically stvorene radikalima (polimerizacije)
• ubrzanje stope polimerizacije
• uže poli-dispersities, ali viša molekularna težina polimera
• Reakcijska homogeniji i stoga manje raspodjela duljine lanaca

Literatura / Reference

• K.S. Suslick (1998): Kirk-Othmer poznate Enciklopedija kemijske tehnologije; 4. izd. J. Wiley & Sinovi: New York, 1998, vol. 26, 517-541.