InnoREX - Ultrasonically Peningkatan PLA Ekstrusi

Pencampuran ultrasonik, dispersing dan emulsifikasi meningkatkan ekstrusi asam polilaktik (PLA). Mengimplementasikan ultrasonikasi ke dalam garis ekstrusi meningkatkan hasil dan kualitas PLA yang dihasilkan.

Sintesis Polilactide

asam Polylactid atau polilaktida (PLA) adalah poliester alifatik termoplastik, yang disintesis dari asam dan laktida laktat monomer. Laktida adalah diester siklik, yang berasal dari fermentasi pati tanaman (misalnya pati jagung, tebu) dan digunakan sebagai pengganti nabati untuk plastik. Dengan demikian, sintesis PLA cocok dengan kisaran kimia hijau. PLA memperoleh bunga cepat tinggi karena merupakan berbasis bio, pengganti biodegradable dengan plastik konvensional petro-kimia berbasis.
Fakta di PLA: PLA (C₃H₄O₂) N memiliki kepadatan 1210-1430 kg / m³, Tidak larut dalam air, lebih keras dari PTFE dan meleleh pada suhu antara 150degC dan 220degC.

Oleh InnoREX – Proses Polimerisasi Inovatif

Proses produksi saat ini PLA membutuhkan katalis yang mengandung logam untuk meningkatkan tingkat polimerisasi dari lakton, yang berbahaya bagi kesehatan dan lingkungan. Mengenai sifat bermasalah pemanfaatan katalis dan permintaan untuk polimer biobased, proyek InnoREX berfokus pada pengembangan proses polimerisasi, di mana logam konvensional yang mengandung katalis digantikan oleh katalis organik dan dibantu oleh sumber-sumber energi alternatif dari daya tinggi USG, microwave dan laser.

katalis organik telah terbukti secara efisien mengontrol polimerisasi laktida, tetapi aktivitas mereka masih harus ditingkatkan untuk memenuhi standar industri. Hal ini akan dicapai oleh pengenalan energi alternatif Ultrasonics, Oven microwave, dan sinar laser karena mereka meningkatkan aktivitas katalis dan memungkinkan kontrol yang tepat dari reaksi dengan menarik bagian-bagian hanya kecil dari campuran reaksi tanpa waktu respon.
Oleh karena itu proyek ini menggabungkan sistem reaktor baru, di mana sumber-sumber energi alternatif yang diperkenalkan ke media, dengan katalis organik untuk mendapatkan PLA bebas logam dalam proses ekstrusi reaktif. (Lihat pic. 1)
Oleh karena itu, proyek InnoREX menggunakan waktu respon yang cepat dari oven microwave, ultrasound dan sinar laser untuk mencapai polimerisasi terus menerus justru dikendalikan dan efisien berat molekul tinggi PLA dalam ekstruder sekrup kembar. Selain itu, penghematan energi yang signifikan akan dicapai dengan menggabungkan polimerisasi, peracikan dan membentuk dalam satu langkah produksi.

Daya Ultrasonics tinggi

Tiga sumber energi alternatif - ultrasound, microwave dan iradiasi laser - digabungkan untuk menginduksi polimerisasi pembukaan cincin untuk memastikan polimerisasi berat molekul tinggi. Selama waktu tinggal terbatas di ruang reaktor, sumber energi alternatif memperkenalkan reaksi mengemudi dampak yang diperlukan ke dalam sel aliran inline (lihat pic. 2) pada tingkat yang sangat bertarget. Dengan demikian, katalis yang mengandung logam seperti timah (II) 2-ethylhexanoate, yang dalam proses ekstrusi konvensional dibutuhkan untuk menaikkan tingkat polimerisasi dari lakton ke tingkat yang efisien yang dapat diterima, dapat dihindari.
Untuk sistem pilot plant InnoREX, kekuatan tinggi prosesor ultrasonik UIP1000hd, Yang mampu untuk memberikan 1kW kekuasaan USG, telah terintegrasi. daya tinggi USG terkenal dengan efek positif pada reaksi kimia, yang merupakan fenomena sonochemistry. Ketika daya tinggi gelombang ultrasonik yang diperkenalkan ke media cair, ombak membuat tekanan tinggi (kompresi) dan tekanan rendah (penghalusan) siklus yang mengakibatkan USG Kavitasi. Kavitasi menggambarkan "pembentukan, pertumbuhan dan keruntuhan gelembung yang implosif dalam cairan. Keruntuhan kavitasi menghasilkan pemanasan lokal yang intens (~ 5000K), tekanan tinggi (~ 1000 ATM), dan tingkat pemanasan dan pendinginan yang sangat besar (>109 K/SEC) "seperti aliran cairan dengan jet cair ~ 400 km/jam. (K.S. Suslick 1998)
Pasukan cavitational yang ultrasonically dihasilkan menyediakan energi kinetik, membubarkan partikel dan menciptakan radikal mendukung reaksi polimerisasi kimia.
efek positif Umum sonikasi selama reaksi polimerisasi adalah:

• inisiasi polimerisasi karena radikal sonochemically dibuat (polimerisasi kinetik)
• percepatan laju polimerisasi
• sempit poli-dispersities, tapi berat molekul yang lebih tinggi dari polimer
• Reaksi lebih homogen dan karenanya distribusi lebih rendah dari panjang rantai

Literatur / Referensi

• K.S. Sulick (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4 Ed. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vol. 26, 517-541.