Technologia ultradźwiękowa firmy Hielscher

InnoREX - ultradźwiękami Lepsza PLA Wyciskanie

Kwasy polilaktydy lub polilaktyd (PLA) stanowi poliester alifatyczny termoplastyczny, który otrzymuje się z monomerów laktydu i kwasu mlekowego. Laktyd jest cyklicznym diestrem, która pochodzi z fermentacji roślin, skrobi (na przykład skrobia kukurydziana, trzciny cukrowej), i jest stosowana jako substytut dla roślin na bazie sztucznych. W ten sposób, synteza PLA idealnie mieści się w zakresie od zielonej chemii. PLA szybko zyskała duże zainteresowanie, ponieważ jest to bioproduktów, biodegradowalny substytut do tworzyw sztucznych opartych na konwencjonalnych petro-chemicznego.
Fakty na PLA: PLA (C3H4O2) N ma gęstość 1210-1430 kg / m3Jest nierozpuszczalna w wodzie, twardszy niż PTFE i topi się w temperaturach między 150degC i 220degC.
Zapotrzebowanie na polimery na bazie bio szybko rośnie. Zgodnie z obecnym stanem techniki, potrzebne są katalizatory zawierające metal w celu poprawienia szybkości polimeryzacji laktonów, stanowiące zagrożenie dla zdrowia i środowiska. InnoREX będzie opracowanie nowej konstrukcji reaktora przy użyciu alternatywnych źródeł energii w sposób ciągły, bardzo precyzyjny, metalami polimeryzacji PLA.

InnoREX tworzy nową koncepcję reaktora w sposób ciągły, bardzo precyzyjny, metalami polimeryzacji PLA.

InnoREX – Innowacyjna Proces polimeryzacji

Obecny proces produkcji PLA wymaga katalizatorów zawierających metal w celu poprawienia szybkości polimeryzacji laktonów, które są niebezpieczne dla zdrowia i środowiska. W odniesieniu problematycznym z wykorzystaniem katalizatora i rosnące zapotrzebowanie na polimery na bazie bio, projekt InnoREX skupia się na rozwoju procesu polimeryzacji, w których konwencjonalne zawierających metal katalizatorów zastąpiono organicznego katalizatora i przy współpracy z alternatywnych źródeł energii o dużej mocy, ultradźwięki, mikrofala i laserowe.
organiczne katalizatory okazały się skutecznie kontrolować polimeryzacji laktydu, ale ich aktywność musi jeszcze zostać ulepszone, aby spełnić standardy przemysłowe. Cel ten zostanie osiągnięty poprzez wprowadzenie alternatywnych energii UltradźwiękiMikrofale i światło laserowe, ponieważ zwiększają aktywność katalizatora i pozwalają na precyzyjną kontrolę reakcji przez wzbudzenie tylko małe części mieszaniny reakcyjnej bez czasu reakcji.
Projekt łączy zatem nowego układu reaktora, gdzie alternatywne źródła energii są wprowadzane do podłoża, z organicznego katalizatora do uzyskania pozbawionych metalu PLA w procesie wytłaczania z reakcją chemiczną. (Patrz rys. 1)
Zatem, projekt InnoREX stosuje się krótki czas reakcji mikrofal ultradźwięków i światła lasera, aby uzyskać precyzyjnie kontrolowane i efektywne ciągłej polimeryzacji o wysokiej masie cząsteczkowej PLA w wytłaczarce dwuślimakowej. Ponadto, znaczne oszczędności energii można osiągnąć przez połączenie polimeryzacji, mieszanie i formowanie w jednym etapie produkcyjnym.

Ultradźwięki stosuje się jako alternatywne energii w celu poprawy reaktywne wytłaczanie PLA. (Kliknij, aby powiększyć!)

Zdjęcie 1: nowy sposób na poprawę polimeryzację PLA (źródło InnoREX)

Ultradźwięki dla poprawy polimeryzacji PLA

UIP2000hd – 2kW procesor ultradźwiękowe stosowane w R&Etap D InnoREX

High Power Ultradźwięki

Trzy alternatywne źródła energii - ultradźwięki, mikrofalowe, naświetlanie laserem - łączy się w celu wywołania polimeryzacji z otwarciem pierścienia w celu zapewnienia polimeryzacji o wysokiej masie cząsteczkowej. Podczas ograniczonego czasu przebywania w komorze reaktora, alternatywnych źródeł energii wprowadzić wymaganą wpływ reakcji jazdy do komórki przepływowej rolki (patrz rys. 2) o dopasowanym poziomu. W ten sposób, katalizatory zawierające metale, takie jak cyna (II), 2-etyloheksanian, która w konwencjonalnych procesach wytłaczania potrzebne do podniesienia szybkości polimeryzacji laktonów do akceptowalnego poziomu efektywności, można uniknąć.
Dla układu instalacji pilotowej InnoREX ultradźwiękowy Procesor moc UIP1000hd, Który jest w stanie zapewnić 1kW mocy ultradźwięków, została zintegrowana. ultradźwięki o wysokiej mocy jest znany jej pozytywny wpływ na reakcje chemiczne, które jest zjawisko sonochemii. Gdy fale ultradźwiękowe o dużej mocy jest wprowadzany do cieczy, fale utworzenia wysokiego ciśnienia (na ściskanie) i niskiego ciśnienia (rozrzedzenie) cykli powodujące ultradźwięków kawitacja. Kawitacja opisuje "powstawanie, wzrost i implozyjne zawalanie się pęcherzyków w płynie". Upadek kawitacyjny powoduje intensywne ogrzewanie lokalne (~5000K), wysokie ciśnienia (~1000 atm) oraz ogromne szybkości ogrzewania i chłodzenia (>109 K/sec)" taką ciecz przepływającą strumieniami cieczy o prędkości ~400 km/h. (K.S. Suslick 1998)
W ultradźwiękowo generowane siły kawitacyjne dostarczać energię kinetyczną, rozpraszania cząstek i tworzenie rodników wspomagających reakcję polimeryzacji chemicznej.
Ogólne pozytywne skutki działania ultradźwiękami podczas reakcji polimeryzacji:

  • inicjacji polimeryzacji w wyniku sonochemically utworzone rodniki (kinetyka polimeryzacji)
  • przyspieszania szybkości polimeryzacji
  • węższe poli dispersities, ale o wyższej masie cząsteczkowej, polimerów
  • bardziej jednorodne reakcji, a tym samym niższy rozkład długości łańcucha
Rysunek przedstawia konfigurację procesowej połączonej ultradźwięków (UIP2000hd Hielscher w kuchence mikrofalowej), a laserem w celu wywołania polimeryzacji z otwarciem pierścienia zgodnie z nieobecności katalizatorów zawierających metale

Rysunek 2: konfiguracji procesu ultradźwiękami mikrofalową i lasera, aby osiągnąć polimeryzację z otwarciem pierścienia unikanie stosowania katalizatorów zawierających metal (źródło: InnoREX)

Literatura / Referencje

  • K.S. Suslick (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4. wyd. J. Wiley & Synowie: New York, 1998, wol. 26, 517-541.

Kontakt / Poproś o więcej informacji

Porozmawiaj z nami o swoich wymagań technologicznych. My polecamy najbardziej odpowiednie parametry konfiguracyjne i przetwarzania dla danego projektu.





Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


Wysokim PWER ultradźwięków z Hielscher stosuje się jako alternatywne źródło energii w projekcie InnoREX do metalu polimeryzacji PLA

Kliknij tutaj, aby zobaczyć plakat InnoREX!