InnoREX - ultrahanggal javított PLA extrúzió

Ultrahangos keverés, diszperziós és emulgeálás javítja a extrudálás polilaktikus savak (PLA). Végrehajtása hozzákeverésével extrudálás vonalak növeli a hozamot és a minőséget a termelt PLA.

Polilaktid szintézis

A polilaktid-savak vagy polilaktid (PLA) egy termoplasztikus alifás poliészter, amelyet laktid-savból és laktid-monomerekből állítanak elő. A laktid egy gyűrűs diészter, amelyet fermentált növényi keményítőből (például kukoricakeményítőből, cukornádból) állítanak elő, és műanyag alapanyagú helyettesítőként használják. Ezáltal a PLA szintézise tökéletesen illeszkedik a zöld kémia hatókörébe. A PLA gyorsan nagy érdeklődésre tett szert, mivel ez bioalapú, biológiailag lebontható helyettesítője a hagyományos petrolkémiai alapú műanyagoknak.
Tények a PLA-ra: PLA (C3H4O2) n sűrűsége 1210-1430 kg / m3, vízben nem oldódik, keményebb, mint a PTFE, és 150 és 220 ° C közötti hőmérsékleten olvad.

Az InnoREX – Innovatív polimerizációs folyamat

A PLA jelenlegi gyártási folyamata fémtartalmú katalizátorokat igényel a laktonok polimerizációs sebességének javítása érdekében, amelyek veszélyesek az egészségre és a környezetre. A katalizátor kihasználásának problematikája és a bioalapú polimerek növekvő igénye miatt az InnoREX projekt egy olyan polimerizációs folyamat kifejlesztésére összpontosít, amelyben a hagyományos fémtartalmú katalizátorokat szerves katalizátor váltja fel, és a nagy teljesítményű alternatív energiaforrások ultrahang, mikrohullámú és lézer.

Nagy teljesítményű 2kW ultrahangos processzor UIP2000hdT kombinálva kétcsavaros extruder

ultraszonizáló UIP2000hdT az extrudálási rendszeren belül

Nagy teljesítményű 2kW ultrahangos processzor UIP2000hdT kombinálva kétcsavaros extruder

Ultrahangos az extrudáló rendszeren belül

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


A szerves katalizátorok hatékonynak bizonyították a laktid polimerizációját, de tevékenységüket még tovább kell fejleszteni, hogy megfeleljenek az ipari szabványoknak. Ezt alternatív energiák bevezetésével érhetjük el ultrahang, a mikrohullámok és a lézerfény, mivel növelik a katalizátoraktivitást, és lehetővé teszik a reakció pontos szabályozását, mivel a reakcióelegy csak kis részeit izgalmassák a reakcióidő nélkül.
A projekt tehát egy új reaktorrendszert ötvöz, ahol az alternatív energiaforrásokat a táptalajba vezetik be, egy szerves katalizátorral fémmentes PLA-t kapnak reaktív extrudálási eljárásban. (lásd az 1. ábrát)
Ezért az InnoREX projekt a mikrohullámok, az ultrahang és a lézerfény gyors reagálási idejét használja a nagy molekulatömegű PLA pontos vezérlésű és hatékony folyamatos polimerizációjához egy ikercsigás extruderben. Emellett jelentős energiamegtakarítás érhető el a polimerizáció, a keverés és a formázás kombinálásával egy gyártási lépésben.

Az ultrahangot alternatív energiaként használják a PLA reaktív extrudálásának javítására. (Kattints a kinagyításhoz!)

1. kép: Új módszer a PLA polimerizációjának javítására (forrás InnoREX)

Ultrahangos kezelés a PLA jobb polimerizációjához

UIP2000hd – 2kW ultrahangos processzor az R-ben&D szakaszában

Nagy teljesítményű ultrahang

Három alternatív energiaforrást - ultrahangos, mikrohullámú és lézer besugárzást - kombináltak a gyűrűnyitó polimerizáció indukálására a nagy molekulatömegű polimerizáció biztosítására. A korlátozott tartózkodási idő alatt a reaktorkamrában az alternatív energiaforrások a szükséges reakció-hajtóerőt egy lineáris áramlási cellába (lásd 2. ábra) vezetik be egy nagyon célzott szinten. Ezzel elkerülhető a fémtartalmú katalizátorok, így a ón (II) 2-etil-hexanoát, amely a szokásos extrudálási eljárásoknál szükséges, hogy a laktonok polimerizációs sebességét elfogadhatóan hatékony szintre emeljék.
Az InnoREX kísérleti üzemben, a nagy teljesítményű ultrahangos processzor UIP1000hd, amely képes 1kW ultrahang teljesítményt biztosítani, beépült. A nagy teljesítményű ultrahang jól ismert a kémiai reakciókra gyakorolt ​​pozitív hatása miatt, ami a szonokémia jelensége. Ha a nagy teljesítményű ultrahanghullámokat folyékony közegbe viszik be, a hullámok nagynyomású (kompressziós) és alacsony nyomású (ritkítási) ciklusokat eredményeznek, amelyek ultrahangot eredményeznek kavitációs. Kavitáció leírja "a formáció, a növekedés és a implosive összeomlása buborékok egy folyékony. Cavitational összeomlás termel intenzív helyi fűtés (~ 5000K), nagy nyomás (~ 1000 ATM), és a hatalmas fűtési és hűtési árak (>109 K/sec) "ilyen s folyékony streaming a ~ 400 km/h folyadéksugarakkal. (Kelemen Suslick 1998)
Az ultrahanggal generált kavitációs erők kinetikus energiát szolgáltatnak, diszpergálják a részecskéket és létrehozzák a kémiai polimerizációs reakciót támogató csoportokat.
Az ultrahangos kezelés pozitív hatásai a polimerizációs reakció során:

  • a polimerizáció megkezdése a szonokémiailag létrehozott gyököknek (polimerizációs kinetika)
  • a polimerizációs sebesség gyorsulása
  • szűkebb poliszperzitás, de a polimerek nagyobb molekulatömege
  • homogén reakciót, és így a lánc hosszának kisebb eloszlását
A képen bemutatjuk a kombinált ultrahang (HIelscher UIP2000hd), a mikrohullámú és a lézer folyamatát, hogy gyűrűnyitó polimerizációt indukáljunk fémtartalmú katalizátorok hiányában

2. kép: Az ultrahanggal, a mikrohullámmal és a lézerrel végzett folyamatbeállítás a gyűrűnyitó polimerizáció elérése érdekében, elkerülve a fémtartalmú katalizátorok használatát (Forrás: InnoREX)

Kapcsolat / Ajánlatkérés További információk

Beszélj nekünk a feldolgozási követelményeket. Mi ajánljuk a legmegfelelőbb a telepítést és a feldolgozási paraméterek a projekt.





Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.


Irodalom / References

  • KS Suslick (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4. ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, Vol. 26, 517-541.
A Hielscher által gyártott High Pwer ultrahangot alternatív energiaforrásként használják az InnoREX projektben a PLA fémmentes polimerizációjára

Kattintson ide az InnoREX plakát megtekintéséhez!


Örömmel megvitassuk a folyamatot.

Lépjünk kapcsolatba.