Hielscher ультрадыбыстық технологиясы

InnoREX - ультрадыбыстық жақсартылған PLA Extrusion

Полилактид қышқылдары немесе полилактида (PLA) лактоты қышқылынан және лактитті мономерлерден алынған термопластикалық алифаттық полиэфир болып табылады. Лактид - ферменттелген өсімдік крахмалынан (мысалы, жүгері крахмалы, қант) алынған циклдік диэстер және пластиктен өсімдік негізіндегі алмастырғыш ретінде пайдаланылады. Осылайша, PLA синтезі жасыл химияға өте жақсы сай келеді. PLA кәдімгі мұнай-химиялық негіздегі пластмассадағы био-негізді, биологиялық ыдырайтын алмастырғыш болып табылатындықтан, жоғары қызығушылыққа ие болды.
PLA фактілері: PLA (C3H4The2) n тығыздығы 1210-1430 кг / м құрайды3, суда ерімейтін, PTFE-нен қиын және 150-ден 220-ге дейін температурада еріп кетеді.
Биобаздалған полимерлерге деген сұраныс тез өсуде. Қазіргі техника жағдайына сәйкес, құрамында металл бар катализаторлар лактондардың полимерлеу жылдамдығын жақсартуға, денсаулығына және қоршаған ортаға қауіп төндіреді. InnoREX PLA үздіксіз, жоғары дәлдіктегі металсыз полимерлеу үшін альтернативті энергияны пайдалану арқылы жаңа реактор тұжырымдамасын әзірлейді.

InnoREX PLA үздіксіз, жоғары дәлдіктегі металсыз полимерлеу үшін жаңа реактор тұжырымдамасын әзірлейді.

InnoREX – Инновациялық полимерлеу процесі

PLA-ның қазіргі өндіріс процесі метал бар катализаторларды лактондардың полимерлеу жылдамдығын жақсартуға, денсаулыққа және қоршаған ортаға қауіпті болып табылады. Катализаторларды пайдаланудың проблемалық сипатына және биобаздалған полимерлерге сұраныстың артуына қатысты InnoREX жобасы полимерлеу үдерісін дамытуға бағытталған, онда катализаторлардың дәстүрлі металдарын органикалық катализатормен алмастырады және жоғары қуаттың баламалы энергия көздерімен қамтамасыз етіледі ультрадыбыстық, микротолқынды және лазерлі.
Органикалық катализаторлар лактиттің полимерленуін тиімді бақылауға мүмкіндік берді, бірақ олардың қызметі өнеркәсіптік стандарттарға сай болу үшін әлі де жетілдірілуі керек. Бұған баламалы энергияны енгізу арқылы қол жеткізілетін болады ультрадыбыстық зерттеу, микротолқындар және лазерлі жарық, өйткені олар катализаторлық белсенділікті арттырады және реакцияның дәл бақылауын реакция қоспасының тек шағын бөліктерін реакция уақыты жоқ қызықтырады.
Жоба осылайша реактивті экструзия процесінде металсыз ПЛА алу үшін органикалық катализатормен ортаға альтернативті энергия көздерін енгізетін жаңа реакторлық жүйені біріктіреді. (1-суретті қараңыз)
Осылайша InnoREX жобасы егіз бұрандалы экструдерде жоғары молекулалық салмақ PLA-нің нақты бақыланатын және тиімді үздіксіз полимерленуіне қол жеткізу үшін микротолқындарды, ультрадыбыстық және лазерлік сәуленің жедел әрекет ету уақытын пайдаланады. Сонымен қатар, энергияны үнемдеуге біртектес полимерлеуді, біріктіруді және бір өндірістік кезеңде қалыптастыруды қолдана отырып жетуге болады.

Ультрадыбыс PLA реактивті экструзиясын жақсарту үшін балама энергия ретінде пайдаланылады. (Click to enlarge!)

1-сурет: PLA полимерлеуін жақсартудың жаңа тәсілі (көзі InnoREX)

PLA жақсартылған полимерлеу үшін ультрадыбыстық

UIP2000hd – R 2-де қолданылатын 2кВ ультрадыбыстық процессор&D кезеңінің InnoREX

Жоғары қуатты ультрадыбыспен

Үш баламалы энергия көзі - ультрадыбыстық, микротолқынды және лазерлік сәулелену - жоғары молекулалы салмақ полимерлеуін қамтамасыз ету үшін сақина ашу полимерлеуін тудыру үшін біріктіріледі. Реактор камерасында шектеулі болу уақытында альтернативті энергия көздері жоғары деңгейлі деңгейде талап етілетін реакцияның қозғалысты кірістірілген ағын ұяшығына енгізеді (2-суретті қараңыз). Осылайша, лактондардың полимерлеу жылдамдығын қолайлы тиімді деңгейге көтеру үшін қажетті дәстүрлі экструзия процестеріне жататын қалайы (II) 2-этилгексаноат сияқты металл бар катализаторлардан аулақ болу керек.
InnoREX пилоттық қондырғылар жүйесі үшін жоғары қуатты ультрадыбыстық процессор UIP1000hd, 1 кВт ультрадыбыстық қуатты қамтамасыз етуге қабілетті. Жоғары қуатты ультрадыбыстық химиялық реакцияларға жағымды әсер етуімен танымал, бұл сонохимия феномені. Жоғары қуатты ультрадыбыстық толқындар сұйық ортада енгізілгенде, толқындар жоғары қысымды (қысу) және төмен қысымды (сиретудің) циклдарын құрайды, нәтижесінде ультрадыбыстық кавитация. Кавитация «сұйықтықтағы көпіршіктердің пайда болуы, өсуі және имплоссивті күйреуі» деп сипаттайды. Кавитациялық күйреу қарқынды жергілікті қыздыруды (~ 5000K), жоғары қысымды (~ 1000 атм) және қыздыру мен салқындатудың үлкен мөлшерін тудырады (>Мысалы, жылдамдығы ~ 400 км / сағ сұйық ағындары бар сұйықтық ағындары. (KS Suslick 1998)
Ультрадыбыстық қалыптастырылған кавитациялық күштер кинетикалық энергияны қамтамасыз етеді, бөлшектерді таратады және химиялық полимерлеу реакциясын қолдайтын радикалдарды құрады.
Полимерлеу реакциясы кезінде Ультрадыбыспен жалпы оң әсерлер:

  • Sonochemically құрылған радикалдардың (полимерлеу кинетикасы) полимерлеу бастамасы
  • полимерлеу жылдамдығын жеделдету
  • полимерлі дисперстіктер, бірақ полимерлердің жоғары молекулярлық салмағы
  • біртекті реакция, демек, тізбектің ұзындығының төменгі таралуы
Суретте құрамында біріктірілген ультрадыбысты (HIelscher's UIP2000hd), микротолқынды және лазермен металл құрамды катализаторлар болмаған кезде сақина ашу полимерлеуін тудыратын процесті орнату

2-сурет: Ультрадыбыспен, микротолқынды және лазермен металды құрамды катализаторларды қолдануға жол бермейтін сақина ашу полимерлеуіне қол жеткізу үшін процестерді орнату (Source: InnoREX)

Әдебиеттер / әдебиеттер

  • KS Suslick (1998): Кирк-Өмер химиялық технология энциклопедиясы; 4-ші Ed. J. Wiley & Sons: Нью-Йорк, 1998, том. 26, 517-541.

Кері байланыс / қосымша ақпарат алу үшін сұраңыз

Егер қайта өңдеу талаптары туралы бізге әңгімелестік. Біз сіздің жобасы үшін ең қолайлы орнату және өңдеу параметрлері ұсынамыз.





Біздің ескеріңіз құпиялылық саясаты.


Hielscher-ден жоғары қуатты УДЗ InnoREX жобасында балама энергия көзі ретінде PLA-ның металлсыз полимерлеуі үшін қолданылады.

InnoREX постерін көру үшін мұнда басыңыз!