Ultrasonikasiya yolu ilə üstünlüklü hidrogel istehsalı
Sonication yüksək effektiv hidrogellərin hazırlanması üçün yüksək effektiv, etibarlı və sadə bir texnikadır. Bu hidrojellər udma qabiliyyəti, özlülük, mexaniki möhkəmlik, sıxılma modulu və özünü sağaltma funksiyaları kimi əla material xüsusiyyətləri təklif edir.
Hidrogel istehsalı üçün ultrasəs polimerləşmə və dispersiya
Hidrogellər böyük miqdarda su və ya mayeləri udmaq qabiliyyətinə malik olan hidrofilik, üçölçülü polimer şəbəkələrdir. Hidrojellər qeyri-adi şişmə qabiliyyəti nümayiş etdirirlər. Hidrogellərin ümumi tikinti bloklarına polivinil spirti, polietilen qlikol, natrium poliakrilat, akrilat polimerləri, karbomerlər, polisaxaridlər və ya çoxlu sayda hidrofilik qruplara malik polipeptidlər və kollagen, jelatin və fibrin kimi təbii zülallar daxildir.
Sözdə hibrid hidrogellər zülallar, peptidlər və ya nano/mikrostrukturlar kimi kimyəvi, funksional və morfoloji cəhətdən fərqli materiallardan ibarətdir.
Ultrasonik dispersiya karbon nanoborucuqları (CNTs, MWCNTs, SWCNTs), sellüloza nano-kristalları, xitin nanolifləri, titan dioksidi, gümüş nanohissəciklər, zülallar və ya digər nanostrukturlar kimi nano-materialları homogenləşdirmək üçün yüksək səmərəli və etibarlı bir texnika kimi geniş istifadə olunur. hidrogellərin polimer matrisinə daxil olur. Bu, sonikasiyanı qeyri-adi keyfiyyətlərə malik yüksək performanslı hidrogellər istehsal etmək üçün əsas vasitəyə çevirir.
ultrasəs aparatı UIP1000hdT hidrogel sintezi üçün şüşə reaktor ilə
Araşdırma Nəyi göstərir – Ultrasonik Hidrogel Hazırlanması
Birincisi, ultrasəsləşdirmə hidrogel formalaşması zamanı polimerləşmə və çarpaz əlaqə reaksiyalarını təşviq edir.
İkincisi, ultrasəsləşdirmə hidrogellərin və nanokompozit hidrogellərin istehsalı üçün etibarlı və effektiv dispersiya üsulu kimi sübut edilmişdir.
Ultrasonik Çapraz Bağlantı və Hidrogellərin Polimerləşməsi
Ultrasonication, sərbəst radikal generasiya yolu ilə hidrogel sintezi zamanı polimer şəbəkələrin formalaşmasına kömək edir. Güclü ultrasəs dalğaları yüksək kəsici qüvvələrə, molekulyar kəsilməyə və sərbəst radikal əmələ gəlməsinə səbəb olan akustik kavitasiya yaradır.
Cass və başqaları. (2010) suda həll olunan monomerlərin və makromonomerlərin ultrasəs polimerləşməsi yolu ilə bir neçə “akril hidrojellər hazırlanmışdır. Ultrasəs 37°C-də açıq sistemdə qliserol, sorbitol və ya qlükoza əlavələrindən istifadə edərək özlü sulu monomer məhlullarında başlanğıc radikalları yaratmaq üçün istifadə edilmişdir. Suda həll olunan əlavələr hidrogel istehsalı üçün vacib idi, qliserin ən təsirli idi. Hidrogellər 2-hidroksietilmetakrilat, poli(etilenqlikol) dimetakrilat, dekstran metakrilat, akril turşusu/etilenqlikol dimetakrilat və akrilamid/bis-akrilamid monomerlərindən hazırlanmışdır. [Cass et al. 2010] Sonda ultrasəs cihazından istifadə edərək ultrasəs tətbiqinin suda həll olunan vinil monomerlərinin polimerləşməsi və sonradan hidrogellərin hazırlanması üçün effektiv üsul olduğu aşkar edilmişdir. Ultrasəslə başlayan polimerləşmə kimyəvi təşəbbüskar olmadıqda sürətlə baş verir.
- nanohissəciklər, məsələn, TiO2
- karbon nanoborular (CNTs)
- sellüloza nanokristalları (CNCs)
- sellüloza nanofibrilləri
- diş ətləri, məsələn, ksantan, adaçayı toxumu saqqızı
- zülallar
Nanokompozit hidrogellərin və nanogellərin ultrasəs sintezi haqqında daha çox oxuyun!
istifadə edərək ultrasəs yardımı ilə gelasiya yolu ilə hidrogel formalaşması ultrasəs cihazı UP100H (Tədqiqat və film: Rutgeerts et al., 2019)
Tərkibində MWCNT-ləri olan poli(akrilamid-ko-itakonik turşu hidrogel) SEM. MWCNT-lər ultrasəs vasitəsi ilə ultrasəslə səpələnmişdir. UP200S.
tədqiqat və şəkil: Mohammadinezhada et al., 2018
Poli (akrilamid-ko-itakonik turşu) istehsalı – Sonication istifadə edərək MWCNT Hydrogel
Mohammadinezhada et al. (2018) tərkibində poli(akrilamid-ko-itakonik turşu) və çoxdivarlı karbon nanoborucuqları (MWCNTs) olan superabsorbent hidrogel kompozitini uğurla istehsal etmişdir. Ultrasonikasiya Hielscher ultrasəs cihazı ilə həyata keçirilmişdir UP200S.Hidrogelin sabitliyi MWCNTs nisbətlərinin artması ilə artdı, bu, MWCNT-lərin hidrofobik təbiəti və həmçinin çarpaz bağlayıcı sıxlığının artması ilə əlaqələndirilə bilər. P(AAm-co-IA) hidrogelin su tutma qabiliyyəti (WRC) də MWCNT (ağırlıq 10%) olduqda artırıldı. Bu tədqiqatda ultrasəsləşdirmənin təsiri karbon nanoborucuqlarının polimer səthində vahid paylanması baxımından üstün qiymətləndirilmişdir. MWCNT-lər polimer strukturunda heç bir fasilə olmadan bütöv idi. Bundan əlavə, əldə edilən nanokompozitin gücü və su tutma qabiliyyəti və Pb (II) kimi digər həll olunan materialların udulması artırıldı. Sonikasiya təşəbbüskarı qırdı və MWCNT-ləri artan temperaturda polimer zəncirlərində əla doldurucu kimi dağıtdı.
Tədqiqatçılar belə nəticəyə gəlirlər ki, bu “reaksiya şərtləri ənənəvi üsullarla əldə edilə bilməz və hissəciklərin homojenliyi və yaxşı dispersiyasına nail olmaq mümkün deyil. Bundan əlavə, sonikasiya prosesi nanohissəcikləri tək hissəciklərə ayırır, qarışdırma isə bunu edə bilməz. Ölçü azaltmağın başqa bir mexanizmi güclü akustik dalğaların hidrogen bağı kimi ikincil bağlara təsiridir ki, bu şüalanma hissəciklərin H-bağlanmasını pozur və sonradan yığılmış hissəcikləri dissosiasiya edir və -OH kimi sərbəst adsorbsiya qruplarının sayını artırır. əlçatanlıq. Beləliklə, bu mühüm hadisə sonikasiya prosesini ədəbiyyatlarda tətbiq olunan maqnit qarışdırma kimi digər üsullardan üstün bir üsula çevirir”. [Mohammadinezhada et al., 2018]
Hidrogel Sintezi üçün Yüksək Performanslı Ultrasonikatorlar
Hielscher Ultrasonics, hidrogellərin sintezi üçün yüksək performanslı ultrasəs avadanlıqları istehsal edir. Kiçik və orta ölçülü R&D və davamlı rejimdə kommersiya hidrogel istehsalı üçün sənaye sistemlərinə pilot ultrasonikatorlar, Hielscher Ultrasonics sizin proses tələblərinizi əhatə edir.
Sənaye dərəcəli ultrasəs cihazları etibarlı çarpaz əlaqə və polimerləşmə reaksiyalarına və nanohissəciklərin vahid dispersiyasına imkan verən çox yüksək amplitüdlər verə bilər. 200µm-ə qədər olan amplitüdlər 24/7/365 əməliyyatında asanlıqla davamlı olaraq işlədilə bilər. Daha yüksək amplitüdlər üçün xüsusi ultrasəs sonotrodları mövcuddur.
- yüksək səmərəlilik
- ən müasir texnologiya
- etibarlılıq & möhkəmlik
- dəstə & xətdə
- istənilən həcm üçün
- ağıllı proqram təminatı
- ağıllı funksiyalar (məsələn, məlumat protokolu)
- CIP (yerində təmiz)
Əlavə texniki məlumat, qiymətlər və qeyri-məhdud kotirovkalar üçün bu gün bizə müraciət edin. Bizim çoxillik təcrübəli heyətimiz sizinlə məsləhətləşməkdən məmnundur!
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal qabiliyyətinin göstəricisini verir:
| Partiya Həcmi | Axın | Tövsiyə olunan Cihazlar |
|---|---|---|
| 1 ilə 500 ml | 10-200 ml/dəq | UP100H |
| 10 ilə 2000 ml | 20 - 400 ml/dəq | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 ilə 4L/dəq | UIP2000hdT |
| 10-100 l | 2 ilə 10 L / dəq | UIP4000hdT |
| na | 10-100 l/dəq | UIP16000 |
| na | daha böyük | klaster UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizdən soruşun!
Yığcam SonoStation 38 litrlik çalkalanmış çəni bir və ya iki ultrasəs axını hüceyrə reaktoruna dəqiqədə 3 litr qidalandıra bilən tənzimlənən mütərəqqi boşluq nasosu ilə birləşdirir.
Hielscher Ultrasonics, laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında qarışdırma tətbiqləri, dispersiya, emulsiya və ekstraksiya üçün yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.
Bilməyə Dəyər Faktlar
Hidrogellər nə üçün istifadə olunur?
Hidrojellər bir çox sənaye sahələrində istifadə olunur, məsələn, əczaçılıqda dərmanların çatdırılması (məsələn, vaxtında buraxılan, oral, venadaxili, topikal və ya rektal dərman qəbulu), tibb (məsələn, toxuma mühəndisliyində, döş implantları, biomexaniki material, yara sarğıları kimi), kosmetika məhsullar, qulluq məhsulları (məsələn, kontakt linzalar, uşaq bezləri, gigiyena salfetləri), kənd təsərrüfatı (məsələn, pestisidlər üçün formulalar, quraq ərazilərdə torpaq nəmini saxlamaq üçün qranullar), funksional polimerlər kimi material tədqiqatları (məsələn, su geli partlayıcıları, kvant nöqtələrinin kapsulyasiyası, termodinamik elektrik nəsil), kömürün susuzlaşdırılması, süni qar, qida əlavələri və digər məhsullar (məsələn, yapışqan).
Hidrogellərin təsnifatı
Fiziki quruluşundan asılı olaraq hidrogellərin təsnifatı aparıldıqda aşağıdakı kimi təsnif edilə bilər:
- amorf (qeyri-kristal)
- yarımkristal: amorf və kristal fazaların mürəkkəb qarışığı
- kristal
Polimer tərkibinə diqqət yetirdikdə, hidrogelləri də aşağıdakı üç kateqoriyaya bölmək olar:
- homopolimer hidrogellər
- kopolimer hidrogellər
- multipolimer hidrogellər / IPN hidrogelləri
Çarpaz bağlanma növünə görə hidrogellər aşağıdakılara bölünür:
- kimyəvi çarpaz şəbəkələr: daimi qovşaqlar
- fiziki olaraq çarpaz bağlı şəbəkələr: keçici qovşaqlar
Fiziki görünüş aşağıdakı təsnifata səbəb olur:
- matris
- film
- mikrosfer
Şəbəkənin elektrik yükü əsasında təsnifat:
- qeyri-ion (neytral)
- ion (anion və ya kation daxil olmaqla)
- amfoter elektrolit (amfolitik)
- zvitterionik (polibetainlər)
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Mohammadinezhada, Alireza; Marandi, Gholam Bagheri; Farsadrooh, Majid; Javadian, Hamedreza (2018): Synthesis of poly(acrylamide-co-itaconic acid)/MWCNTs superabsorbent hydrogel nanocomposite by ultrasound-assisted technique: Swelling behavior and Pb (II) adsorption capacity. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 49, 2018. 1-12.
- Cass, Peter; Knower, Warren; Pereeia, Eliana; Holmes, Natalie P.; Hughes Tim (2010): Preparation of hydrogels via ultrasonic polymerization. Ultrasonics Sonochemistry Volume 17, Issue 2, February 2010. 326-332.
- Willfahrt, A., Steiner, E., Hoetzel, J., Crispin, X. (2019): Printable acid-modified corn starch as non-toxic, disposable hydrogel-polymer electrolyte in supercapacitors. Applied Physics A, 125(7), 474.
- Butylina, Svetlana; Geng, Shiyu; Laatikainen, Katri; Oksman, Kristiina (2020): Cellulose Nanocomposite Hydrogels: From Formulation to Material Properties. Frontiers in Chemistry, Vol. 8, 655, 2020.
- Rutgeerts, Laurens A. J.; Soultan, Al Halifa; Subramani, Ramesh; Toprakhisar, Burak; Ramon, Herman; Paderes, Monissa C.; De Borggraeve, Wim M.; Patterson, Jennifer (2019): Robust scalable synthesis of a bis-urea derivative forming thixotropic and cytocompatible supramolecular hydrogels. Chemical Communications Issue 51, 2019.
- Oleyaei, Seyed Amir; Razavi, Seyed Mohammad Ali; Mikkonen, Kirsi S. (2018): Physicochemical and rheo-mechanical properties of titanium dioxide reinforced sage seed gum nanohybrid hydrogel. International Journal of Biological Macromolecules Vol. 118, Part A, 2018. 661-670.
Yüksək performanslı ultrasəs! Hielscher-in məhsul çeşidi kompakt laboratoriya ultrasəs cihazından tutmuş tam sənaye ultrasəs sistemlərinə qədər tam spektri əhatə edir.