Hielscher tecnologia de ultra-som

InnoREX - Ultrassonicamente Melhoria PLA Extrusão

ácidos Polylactid ou polilactido (PLA) é um poliéster alifático termoplástico, o qual é sintetizado a partir de monómeros de ácido láctico e lactido. Lactido é um diéster cíclico, o qual é derivado a partir de amido vegetal fermentado (por exemplo amido de milho, cana de açúcar) e é usado como substituto à base de plantas para plásticos. Desse modo, a síntese de PLA se encaixa perfeitamente na gama de química verde. PLA ganhou rapidamente grande interesse como é, um substituto biodegradável à base de bio aos plásticos baseados convencional petro-química.
Fatos sobre PLA: PLA (C3H4O2) N tem uma densidade de 1210-1430 kg / m3, É insolúvel em água, mais duro do que o PTFE e funde a temperaturas entre 150degC e 220degC.
A demanda por polímeros de base biológica está crescendo rapidamente. De acordo com o estado actual da técnica, os catalisadores contendo metal são necessárias para melhorar a taxa de polimerização de lactonas, que representa um perigo para a saúde e para o ambiente. InnoREX vai desenvolver um conceito novo do reactor utilizando energias alternativas para a polimerização contínua, altamente preciso, livre de metais de PLA.

InnoREX desenvolve um conceito novo do reactor de polimerização contínua, altamente preciso, livre de metais de PLA.

InnoREX – Processo de Polimerização inovador

O processo de produção de corrente de PLA requer catalisadores contendo metal para melhorar a taxa de polimerização de lactonas, que são perigosos para a saúde e ambiente. No que respeita à natureza problemática da utilização do catalisador e a procura crescente de polímeros de base biológica, o projecto InnoREX centra-se no desenvolvimento de um processo de polimerização, em que o metal convencional contendo catalisadores é substituído por um catalisador orgânico e assistida por as fontes de energia alternativas de alta potência ultra-som, microondas e laser.
Os catalisadores orgânicos foram mostrados para controlar eficazmente a polimerização de lactido, mas a sua actividade deve ainda ser melhoradas para satisfazer as normas industriais. Isto será conseguido pela introdução de energias alternativas de Ultrasonics, Microondas e luz laser uma vez que eles aumentam a actividade do catalisador e permita o controle preciso da reacção por excitantes apenas pequenas partes da mistura de reacção, sem tempo de resposta.
O projecto combina, portanto, um sistema de reactor de novo, em que as fontes de energia alternativas, são introduzidos no meio, com um catalisador orgânico para se obter um PLA isento de metal em um processo de extrusão reactiva. (Ver fig. 1)
Por conseguinte, o projecto InnoREX usa o tempo de resposta rápido de microondas, ultra-som e luz laser para conseguir uma polimerização contínuo controlado de forma precisa e eficiente do elevado peso molecular do PLA em uma extrusora de parafuso duplo. Além disso, a economia de energia significativas será conseguido através da combinação de polimerização, composição e moldagem em uma etapa de produção.

O ultra-som é usada como uma alternativa de energia para melhorar a extrusão reactiva de PLA. (Clique para ampliar!)

Imagem 1: Uma nova maneira de melhorar a polimerização de PLA (fonte InnoREX)

Ultra-som para melhorar a polimerizao de PLA

UIP2000hd – processador ultra-2 kW usado em R&fase D de InnoREX

Ultrasonics de alta potência

Três fontes de energia alternativas - ultra-sons, microondas e irradiação com laser - são combinados para induzir a polimerização de abertura de anel para assegurar a polimerização elevada peso molecular. Durante o tempo de residência limitado na câmara do reactor, as fontes de energia alternativas introduzir o impacto reacção de condução necessária para uma célula de fluxo em linha (ver fig. 2) a um nível altamente segmentado. Desse modo, catalisadores contendo metal, tais como estanho (II), 2-etil-hexanoato, que é em processos de extrusão convencionais necessários para aumentar a taxa de polimerização de lactonas, para a eficácia aceitável, pode ser evitada.
Para o sistema planta piloto InnoREX, o processador ultra-som de alta potência UIP1000hd, Que é capaz de fornecer 1 kW de energia de ultra-sons, foi integrado. ultra-sons de alta potência é bem conhecida pelos seus efeitos positivos sobre as reacções químicas, que é o fenómeno de sonoquímica. Quando as ondas de ultra-sons de alta potência são introduzidas num meio líquido, as ondas criar ciclos resultando em ultra-sons de alta pressão (compressão) e de baixa pressão (rarefacção) cavitação. Cavitação descreve "a formação, crescimento e colapso implosivo de bolhas em um líquido. O colapso cavitacional produz aquecimento local intenso (~ 5000K), altas pressões (~ 1000 ATM) e enormes taxas de aquecimento e resfriamento (>109 K/seg) "tal um líquido s streaming com jatos líquidos de ~ 400 km/h. (K.S. Suslick 1998)
As forças cavitacionais ultra-sons gerados fornecer energia cinética, dispersar as partículas e criar radicais que suportam a reacção de polimerização química.
efeitos positivos gerais de ultra-sons durante uma reacção de polimerização são:

  • iniciação de polimerização devido aos radicais sonochemically criados (cinética de polimerização)
  • aceleração da taxa de polimerização
  • estreitas poli-dispersities, mas mais elevado peso molecular dos polímeros
  • reacção mais homogéneas e, portanto, uma distribuição de comprimentos de cadeia inferior
A imagem mostra a configuração do processo de ultra-sons combinado (UIP2000hd da Hielscher), micro-ondas e a laser para induzir uma polimerização de abertura do anel sob ausência de catalisadores contendo metais

Figura 2: Processo de configuração com ultra-sons, microondas e laser para atingir uma polimerização de abertura de anel de evitar o uso de catalisadores contendo metais (Fonte: InnoREX)

Literatura / Referências

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

Fale conosco / Peça informações

Fale conosco sobre suas necessidades de processamento. Recomendaremos os parâmetros de configuração e processamento mais adequados para seu projeto.





Por favor, note que o nosso Política de Privacidade.


ultrassons de alta pwer de Hielscher é usado como fonte de energia alternativa no projecto InnoREX para a polimerização livre de metais de PLA

Clique aqui para ver o cartaz InnoREX!