ヒールシャー超音波技術

InnoREX - 超音波で改善されたPLA押出

ポリラクチド酸またはポリ乳酸(PLA)がラクチド酸およびラクチドモノマーから合成される熱可塑性脂肪族ポリエステルです。ラクチドは、発酵植物デンプン(例えばトウモロコシデンプ​​ン、サトウキビ)から誘導され、プラスチックの植物ベースの代替として使用される環状ジエステルです。これにより、PLAの合成は、グリーンケミストリーの範囲に完全に適合しています。それは、従来の石油化学系プラスチックにバイオベース、生分解性の代替であるとして、PLAはすぐに高い関心を得ました。
PLA(C:PLA上の事実3H4ザ・2)N 1210-1430 kg /日Mの密度を有します3、PTFEよりも硬く、水に不溶性であり、150degCと220degCの間の温度で融解します。
バイオベースポリマーの需要が急速に成長しています。現在の最新技術によると、金属含有触媒は、健康や環境への危険を装った、ラクトンの重合率を向上させるために必要とされています。 InnoREXはPLAの連続的な、高精度、金属を含まない重合のための代替エネルギーを使用して、新規な反応器の概念を開発します。

InnoREXはPLAの連続的な、高精度、金属を含まない重合のための新規な反応器の概念を開発しています。

イノレックス – 革新的な重合プロセス

PLAの現在の生産プロセスは、健康や環境に有害なラクトンの重合速度を向上させるために金属含有触媒を必要とします。触媒利用の問題の性質およびバイオベースポリマーの需要について、InnoREXプロジェクトは、触媒を含有する従来の金属有機触媒で置き換え、高パワーの代替エネルギー源によって支援された重合プロセスの開発に焦点を当て超音波、マイクロ波やレーザー。
有機触媒は、効率的に、ラクチドの重合を制御することが示されているが、その活動はまだ工業規格に適合するように改善されなければなりません。これは、の代替エネルギーの導入によって達成されます 超音波それらは触媒活性を増大させ、応答時間なしで反応混合物の励磁少ない部品によって反応の正確な制御を可能にするので、マイクロ波及びレーザー光。
プロジェクトは、したがって、代替エネルギー源が反応押出プロセスにおいて金属を含まないPLAを得るための有機触媒を、媒体中に導入された新規な反応器システムを、組み合わせ。 (写真を参照してください。1)
したがって、InnoREXプロジェクトは、二軸スクリュー押出機中で高分子量PLAの正確に制御され、効率的な連続重合を達成するために、マイクロ波、超音波およびレーザ光の迅速な応答時間を使用します。また、大幅なエネルギーの節約は、重合を組み合わせて配合し、1つの製造工程における成形することにより達成されます。

超音波は、PLAの反応押出を改善するための代替エネルギーとして使用されています。 (拡大するにはクリックしてください!)

写真1:PLAの重合を改善するための新しい方法(ソースInnoREX)

PLAの改善重合のための超音波

UIP2000hd – Rで使用2kWの超音波プロセッサ&InnoREXのDステージ

ハイパワー超音波

3つの代替エネルギー源 - 超音波、マイクロ波、レーザー照射 - 高分子量の重合を確実にするために、開環重合を誘導するために組み合わされます。リアクタチャンバ内の限られた滞留時間の間、代替エネルギー源は、高度にターゲットレベル(PIC 2参照)インラインフローセルに必要とされる反応の駆動の影響を紹介します。これにより、このような許容される効率的なレベルへのラクトンの重合速度を上げるために必要な従来の押出工程である錫(II)2-エチルヘキサノエート、等の金属含有触媒は、回避することができます。
InnoREXパイロットプラントシステム用、ハイパワー超音波プロセッサ UIP1000hd、超音波パワーの1kWのを提供することが可能であり、統合されています。ハイパワー超音波ソノケミストリーの現象である、化学反応への肯定的な効果のためによく知られています。ハイパワー超音波が液体媒体中に導入されたとき、波は、高圧(圧縮)及び低圧(希薄化)超音波を生じるサイクルを作成します キャビテーション.キャビテーションは、「液体中の気泡の形成、成長および爆発性崩壊」を表します。キャビテーション崩壊は、強烈な局所加熱(〜5000K)、高圧(〜1000気圧)、および巨大な冷暖房速度(約5000K)を生成します(>109 K/秒)"約400キロ/hの液体ジェットで流れそのような液体(K.S.スリック1998)
超音波発生キャビテーション力は、運動エネルギーを与える粒子を分散し、化学重合反応を支持するラジカルを作ります。
重合反応中の超音波処理の一般的な肯定的な効果は以下のとおりです。

  • sonochemically作成したラジカルによる重合の開始(重合速度)
  • 重合速度の加速
  • 狭い多分散度が、ポリマーのより高い分子量
  • より均質な反応ひいては鎖長の低い分布
画像は、金属含有触媒の不存在下に開環重合を誘導するために組み合わされた超音波(ヒールシャーのUIP2000hd)、マイクロ波及びレーザーのプロセスのセットアップを示します

写真2:金属含有触媒の使用を避ける開環重合を達成するために、超音波、マイクロ波やレーザーによるプロセスのセットアップ(出典:InnoREX)

文学/参考文献

  • K.S. Suslick(1998):化学技術のカーク・オスマーの百科事典。第4版。 J.ワイリー & サンズ:ニューヨーク、1998年、巻。 26、517から541まで。

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ヒールシャーから高pwer超音波は、PLAの金属フリー重合用InnoREXプロジェクトで代替エネルギー源として使用されています

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