InnoREX - Ultrasonically Բարելավված PLA Extrusion

Ուլտրաձայնային խառնուրդը, ցրումը և էմուլգացումը բարելավում են պոլիլակտիկական թթուների արտանետումը (PLA): Էքստրուզիայի գծերի մեջ ուլտրաձայնացման իրականացումը մեծացնում է արտադրված PLA- ի բերքատվությունն ու որակը:

Պոլիլակտիդների սինթեզ

Polylactid թթուներ կամ polylactide (PLA) մի thermoplastic aliphatic պոլիեսթեր, որը սինթեզվում է lactid թթու եւ lactide monomers: Lactide է ցիկլային diester, որը բխում է fermented գործարանը օսլայի (օրինակ `եգիպտացորենի օսլա, sugarcane) եւ օգտագործվում է որպես բույսերի վրա հիմնված փոխարինող պլաստմասսայի. Դրանով իսկ, PLA սինթեզ տեղավորվում անթերի մեջ շարք կանաչ քիմիայի. PLA ձեռք բերել արագ բարձր հետաքրքրություն, քանի որ դա բիո-ի վրա հիմնված, biodegradable փոխարինել է պայմանական Petro-քիմիական վրա հիմնված պլաստմասսա.
Փաստեր, PLA: PLA (C₃Հ₄The₂) N ունի խտությունը 1210-1430 կգ / մ³, Է չլուծվող ջրի, դժվար է, քան PTFE եւ melts ջերմաստիճանի միջեւ 150degC եւ 220degC:

InnoREX- ը – Նորարարական պոլիմերացում Գործընթացը

Ներկայիս արտադրության գործընթացը PLA պահանջում մետաղական պարունակող կատալիզատորների է բարելավել polymerization փոխարժեքը այն լակտոնների, որոնք վտանգավոր են առողջության եւ շրջակա միջավայրի համար: Ինչ վերաբերում է խնդրահարույց բնույթը կատալիզատորի օգտագործման եւ աճող պահանջարկը biobased պոլիմերներ, որ InnoREX Ծրագիրը կենտրոնանում է զարգացման մի պոլիմերման գործընթացի, որի պայմանական մետաղական պարունակող կատալիզատորների, որը փոխարինվել է օրգանական կատալիզատոր եւ օժանդակությամբ այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրների բարձր իշխանության ուլտրաձայնային, միկրոալիքային վառարան եւ լազերային.

Օրգանական կատալիզատորներ արդեն ցուցադրվել է արդյունավետ վերահսկել polymerization է lactide, բայց նրանց գործունեությունը դեռ պետք է բարելավվել է հանդիպել արդյունաբերական չափանիշներին. Սա կլինի հասնել ներդրման այլընտրանքային էներգիայի Ultrasonics, Միկրոալիքայիններ եւ լազերային լույսը, քանի որ նրանք բարձրացնում են կատալիզատորը գործունեության եւ հնարավորություն են տալիս հստակ վերահսկողություն ռեակցիայի կողմից հետաքրքիր է միայն փոքր մասերի արձագանքման խառնուրդի առանց արձագանքման ժամանակ.
Ծրագիրը համակցում, հետեւաբար մի վեպ reactor համակարգ, որտեղ այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրները ներկայացրել է միջին, ինչպես նաեւ օրգանական կատալիզատոր ստանալ մետաղական ազատ PLA է ռեակտիվ EXTRUSION գործընթացը: (Տես, նկ. 1)
Հետեւաբար, InnoREX Նախագիծն օգտագործում է արագ արձագանքման ժամանակը Միկրոալիքայիններ, ուլտրաձայնային եւ լազերային լույսի է հասնել ճշգրիտ վերահսկվող եւ արդյունավետ շարունակական polymerization բարձր մոլեկուլային քաշը PLA է երկվորյակ Պտուտակային extruder. Բացի այդ, զգալի էներգետիկ խնայողության կլինի հասնել համատեղելով polymerization, compounding եւ ձեւավորման մեկ արտադրության քայլ:

Բարձր էներգիայի Ուլտրաձայնային սարքեր

Երեք այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրներ - Ուլտրաձայնային, միկրոալիքային եւ լազերային ճառագայթում - համակցված են դրդել օղակաձեւ-բացման polymerization ապահովել բարձր մոլեկուլային քաշը polymerization: Ընթացքում սահմանափակ բնակության անգամ ռեակտորի պալատի, այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրները ներկայացնել պահանջվող արձագանքման մեքենայով ազդեցություն վերածել ներտող հոսքի խցում (տես, նկ. 2) մի բարձր նպատակային մակարդակում. Այսպիսով, մետաղական պարունակող կատալիզատորներ, ինչպիսիք են թիթեղյա (II) 2-ethylhexanoate, որը գտնվում է սովորական extrusion գործընթացների համար անհրաժեշտ է բարձրացնել polymerization փոխարժեքը է լակտոնների ընդունելի արդյունավետ մակարդակով, կարող է խուսափել:
Համար InnoREX փորձնական բույսերի համակարգի, բարձր հզորության ուլտրաձայնային պրոցեսոր UIP1000hd, Որը ի վիճակի է ապահովել 1KW է ուլտրաձայնային իշխանության, արդեն ինտեգրված: Բարձր էներգիայի ուլտրաձայնային հայտնի է իր դրական հետեւանքների վրա քիմիական ռեակցիաների, որը հանդիսանում է երեւույթը sonochemistry: Երբ բարձր իշխանությամբ ուլտրաձայնային ալիքներ են ներկայացրել մի հեղուկ միջին, ալիքները ստեղծել բարձր ճնշման (սեղմում) եւ ցածր ճնշման (նոսրացում) փուլերի որի արդյունքում Ուլտրաձայնային cavitation. Cavitation- ը նկարագրում է «հեղուկում պղպջակների ձևավորումը, աճը և պայթյունավտանգ փլուզումը: Խավիացիոն փլուզումը առաջացնում է ինտենսիվ տեղական ջեռուցում (K 5000 Կ), բարձր ճնշում (atm 1000 մթնոլորտ) և հսկայական ջեռուցման և հովացման սակագներ (>109 Կ / վրկ) », ինչպիսիք են հեղուկ հոսքը 400 կմ h / ժամ հեղուկ ինքնաթիռներով: (KS Suslick 1998)
Այն Ultrasonically գեներացվել cavitational ուժերն ապահովում կինետիկ էներգիան, ցրել մասնիկներ եւ ստեղծել ռադիկալների աջակցող քիմիական polymerization արձագանքը.
Ընդհանուր դրական ազդեցությունները sonication ժամանակ պոլիմերման ռեակցիայի են

• նախաձեռնումն polymerization պատճառով sonochemically ստեղծած ռադիկալների (polymerization Kinetics)
• արագացումն պոլիմերման փոխարժեքով
• նեղ Poly-dispersities, բայց ավելի բարձր մոլեկուլային քաշը պոլիմերների
• ավելի միատարր արձագանքը եւ հետեւաբար ավելի ցածր բաշխման շղթայական երկարությունները

Գրականություն / հղումներ

• K.S. Suslick (1998): Kirk-Othmer հանրագիտարան քիմիական տեխնոլոգիաների, 4-րդ Ed. J. Wiley & Որդիներ `Նյու Յորք, 1998, հ. 26, 517-541: