Soodne hüdrogeeli tootmine ultraheliuuringu kaudu

Ultrahelitöötlus on väga tõhus, usaldusväärne ja lihtne tehnika suure jõudlusega hüdrogeelide valmistamiseks. Need hüdrogeelid pakuvad suurepäraseid materjaliomadusi, nagu neeldumisvõime, viskoelastsus, mehaaniline tugevus, kompressioonmodulatsioon ja isetervendavad funktsioonid.

Ultraheli polümerisatsioon ja dispersioon Hüdrogeeli tootmiseks

Ultrasonication is used to initiate cross-linking and polymerization during hydrogel production. Ultrasonic dispersion is used to distribute nanoparticles in hydrogels.Hüdrogeelid on hüdrofiilsed, kolmemõõtmelised polümeersed võrgud, mis suudavad absorbeerida suures koguses vett või vedelikke. Hüdrogeelidel on erakordne turse. Hüdrgeelite tavalised ehitusplokid on polüvinüülalkohol, polüetüleenglükool, naatriumpolüakrülaat, akrülaatpolümeerid, karbomeerid, polüsahhariidid või polüpeptiidid, millel on suur hulk hüdrofiilseid rühmi, ning looduslikud valgud, nagu kollageen, želatiin ja fibrin.
Nn hübriidhüdrogeelid koosnevad erinevatest keemiliselt, funktsionaalselt ja morfoloogiliselt eristatavatest materjalidest, nagu valgud, peptiidid või nano- / mikrostruktuurid.
Ultraheli dispersiooni kasutatakse laialdaselt väga tõhusa ja usaldusväärse tehnikana nanomaterjalide, näiteks süsinik-nanotorude (CNTs, MWCNTs, SWCNTs), tselluloosi nanokristallide, kitiini nanokiudude, titaandioksiidi, hõbeda nanoosakeste, valkude ja muude mikronite või nanostruktuuride homogeniseerimiseks hüdrogeelide polümeersesse maatriksisse. See muudab ultrahelitöötluse peamiseks vahendiks erakordsete omadustega suure jõudlusega hüdrogeelide tootmiseks.

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultrasonic cavitation promotes the cross-linking and polymerization during hydrogel synthesis. Ultrasonic dispersion facilitates the uniform distribution of nanomaterials for hybrid hydrogel fabrication.

ultraheligaator UIP1000hdT klaasreaktoriga hüdrogeeli sünteesiks

Mida uuringud näitavad – Ultraheli hüdrogeeli ettevalmistamine

Esiteks soodustab ultraheliuurustus hüdrogeeli moodustumise ajal polümerisatsiooni ja ristlinkimisreaktsioone.
Teiseks on ultraheliuuringud osutunud usaldusväärseks ja tõhusaks dispersioonitehnikaks hüdrogeelide ja nanokomposiithüdrogeelide tootmiseks.

Hüdrogeelide ultraheli ristlinkimine ja polümerisatsioon

Ultraheli aitab moodustada polümeerseid võrke hüdrogeeli sünteesi ajal vabade radikaalide genereerimise kaudu. Intensiivsed ultraheli lained tekitavad akustilist kavitatsiooni, mis põhjustab kõrge nihkejõude, molekulaarset nihke ja vabade radikaalide moodustumist.

Cass et al. (2010) valmistatud mitu "akrüül hüdrogeelid valmistati ultraheli polümerisatsiooni vees lahustuvad monomeerid ja makromonomeerid. Ultraheli kasutati initsieeritud radikaalide loomiseks viskoossetes monomeersetes lahustumistes, kasutades lisaaineid glütserool, sorbitool või glükoos avatud süsteemis 37 °C juures. Vees lahustuvad lisandid olid hüdrogeeli tootmiseks hädavajalikud, kõige tõhusam oli glütserool. Hüdrogeelid valmistati monomeeridest 2-hüdroksüetüülmetakrülaat, polü(etüleenglükool)dimetakrülaat, dekstraanmetakrülaat, akrüülhape/etüleenglükooldimetakrülaat ja akrüülamiid/bis-akrüülamiid." [Cass et al. 2010] Ultraheli rakendus sondi ultrasonikaatori abil leiti olevat tõhus meetod vees lahustuvate vinüülmonomeeride polümerisatsiooniks ja sellele järgnevaks hüdrogeelide valmistamiseks. Ultraheli algatatud polümerisatsioon toimub kiiresti keemilise algataja puudumisel.

Fumedi ränidioksiidi ultraheli dispersioon: hielscheri Ultraheli homogenisaator UP400S hajuta ränidioksiidi pulber kiiresti ja tõhusalt üheks nanoosakesteks.

Hajutades Fumed Silicia vees, kasutades UP400S

Ultraheli dispersioon

  • nanoosakesed, nt TiO2
  • süsinik-nanotorud (CNTd)
  • tselluloosi nanokristaalid (CNCd)
  • tselluloosi nanofibrillid
  • igemed, nt ksantaan, salveiseemnekumm
  • Valkude
Video näitab ultraheli dispergeerijat UP400ST hüdrogeelide tootmiseks. Ultrahelitöötlus on tõhus meetod nanodispersioonide tootmiseks ja suure jõudlusega hüdrogeelide sünteesi edendamiseks.

Ultraheli nano-dispersioon ultrasonikaatoriga UP400ST

 

Hydrogel formation via ultrasonically-assisted gelation using the ultrasonicator UP100H

Hüdrogeeli moodustumine ultraheliga toetatud geelimise kaudu, kasutades ultrasonikaator UP100H

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultraheli on ühilduv igasuguste polümeeride ja biopolümeeridega ning võimaldab tugevdada hübriidhüdrogeele nanostruktuuriga materjalidega, nagu nanoosakesed, nanokristaalid või nanokiud. Hüdrogeelide tugevdamine erinevate nanomaterjalidega võimaldab muuta ja kontrollida nanokomposiithüdrogeelide füüsikalis-kemikaale ja reomehaanilisi omadusi, kuna mikrostruktuurid on saadud materjali omaduste võtmetegur.

Ultrasonication is applied to produce high-performance hydrogels containing nano-materials

MWCNTsid sisaldava polü(akrüülamiidi-ko itakoonhappe hüdrogeeli) SEM. MWCNT-d hajutati ultraheliga, kasutades ultraheli UP200S.
uuring ja pilt: Mohammadinezhada et al., 2018

Polü(akrüülamiid-ko-itakoonhappe) tootmine – MWCNT hüdrogeel ultrahelitöötluse abil

Mohammadinezhada et al. (2018) tootis edukalt superabsorbenthüdrogeeli komposiiti, mis sisaldas polü(akrüülamiid-ko itakoonhapet) ja mitmeseinalisi süsiniknanotorusid (MWCNTs). Ultraheli teostati Hielscheri ultraheli seadmega UP200S. Hüdrogeeli stabiilsus suurenes suurenevate MWCNTde suhtarvudega, mis võib olla tingitud MWCNTde hüdrofoobsest iseloomust ja ristlinkimistiheduse suurenemisest. MWCNT (10 wt) juuresolekul suurendati ka P(AAm-co-IA) hüdrogeeli veepeetusvõimsust (WRC). Selles uuringus hinnati ultraheliuuringu mõju kõrgemaks süsinik-nanotorude ühtlase jaotumise osas polümeeri pinnale. MWCNTd olid polümeerses struktuuris katkestusteta terved. Lisaks suurenes saadud nanokomposiitide tugevus ja veepeetusvõime ning muude lahustuvate materjalide, nagu Pb (II) imendumine. Ultrahelitöötlus murdis initsiaatori ja hajutas MWCNTd suurepärase täiteainena polümeerahelates kasvava temperatuuri all.
Teadlased järeldavad, et neid "reaktsioonitingimusi ei ole võimalik saavutada tavapäraste meetoditega ning osakeste homogeensust ja head levikut peremeesorganismi ei ole võimalik saavutada. Lisaks eraldab ultrahelitöötlus nanoosakesed üheks osakeseks, samas kui segamine ei saa seda teha. Teine mehhanism suuruse vähendamiseks on võimsate akustiliste lainete mõju sekundaarsetele sidemetele, nagu vesiniksidemed, mida see kiiritus katkestab osakeste H-sideme, ja seejärel lahutab agregeeritud osakesed ja suurendab vabade adsorptsioonirühmade arvu, nagu -OH ja juurdepääsetavus. Seega muudab see oluline sündmus ultrahelitöötlusprotsessi paremaks meetodiks teiste üle, nagu kirjanduses rakendatud magnetiline segamine." [Mohammadinezhada et al., 2018]

Suure jõudlusega ultrasonikaatorid hüdrogeeli sünteesiks

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli seadmeid hüdrogeelide sünteesiks. Väikesest ja keskmise suurusega R-ist&D ja piloot ultrasonikaatorid tööstussüsteemidele kaubandusliku hüdrogeeli tootmiseks pidevas režiimis, Hielscher Ultrasonics on teie protsessi nõuded kaetud.
Tööstusliku kvaliteediga ultrasonikaatorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudid, mis võimaldavad usaldusväärseid ristsidumise ja polümerisatsiooni reaktsioone ning nanoosakeste ühtlast dispersiooni. Amplituudid kuni 200 μm saab kergesti pidevalt joosta 24/7/365 töö. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid.

Miks Hielscher Ultrasonics?

  • kõrge efektiivsusega
  • Tipptasemel tehnoloogia
  • usaldusväärsus & stabiilsus
  • partii & järjekorras
  • mis tahes mahu puhul
  • intelligentne tarkvara
  • nutikad funktsioonid (nt andmete protokollimine)
  • CIP (puhas koht)

Küsige meilt täna täiendavat tehnilist teavet, hinnakujundust ja mittesiduvat pakkumist. Meie kauaaegsel kogenud personalil on hea meel teiega konsulteerida!
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:

partii Köide flow Rate Soovitatavad seadmed
1 kuni 500 ml 10 kuni 200 ml / min UP100H
10 kuni 2000 ml 20 kuni 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 kuni 20 l 0.2 kuni 4 l / min UIP2000hdT
10 kuni 100 l 2 kuni 10 l / min UIP4000hdT
e.k. 10 kuni 100 l / min UIP16000
e.k. suurem klastri UIP16000

Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!

Küsige lisateavet

Palun kasutage allolevat vormi, et küsida lisateavet ultraheli protsessorite, rakenduste ja hinna kohta. Meil on hea meel arutada teie protsessi teiega ja pakkuda teile ultraheli süsteem, mis vastab teie vajadustele!









Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.

Kirjandus/viited



Faktid Tasub teada

Milleks Hydrogelsi kasutatakse?

Hüdrogeele kasutatakse paljudes tööstusharudes, näiteks farmaatsiatööstuses ravimite kohaletoimetamiseks (nt ajavabastatav, suukaudne, intravenoosne, paikne või rektaalne ravimite kohaletoimetamine), meditsiin (nt tellingud koetehnoloogias, rinnaimplantaadid, biomehaaniline materjal, haavasidemed), kosmeetikatooted, hooldusvahendid (nt kontaktläätsed, mähkmed, sanitaarsalvrätikud), põllumajandus (nt pestitsiidipreparaatide puhul, graanulid mulla niiskuse hoidmiseks kuivades piirkondades), materjaliuuringud funktsionaalsete polümeeridena (nt veegeeli lõhkeained). kvantpunktide kapseldumine, termodünaamiline elektritootmine), söe kastmine, kunstlik lumi, toidu lisaained ja muud tooted (nt liim).

Hüdrogeelide klassifitseerimine

Kui hüdrogeelide klassifitseerimine toimub sõltuvalt nende füüsilisest struktuurist, võib klassifitseerida järgmiselt:

  • amorfne (mittekristalne)
  • semikristalne: Amorfsete ja kristalliliste faaside segu
  • kristalliline

Polümeersele koostisele keskendudes võib hüdrogeele liigitada ka järgmisesse kolme kategooriasse:

  • homopolümeersed hüdrogeelid
  • kopolümeerilised hüdrogeelid
  • multipolümeersed hüdrogeelid / IPN hüdrogeelid

Ristlinkimise tüübi põhjal liigitatakse hüdrogeelid:

  • keemiliselt ristuvad võrgud: püsivad ristmikud
  • füüsiliselt ristvõrgud: mööduvad ristmikud

Füüsiline välimus toob kaasa klassifitseerimise:

  • Matrix
  • Film
  • mikrosfäär

Võrgu elektrilaengul põhinev klassifikatsioon:

  • nonioonne (neutraalne)
  • ioonne (sh anioonne või katioonne)
  • amfoteerne elektrolüüt (amfolüütiline)
  • zwitterionic (polübetaanid)

Hielscher Ultrasonics supplies high-performance ultrasonic homogenizers from lab to industrial size.

Suure jõudlusega ultraheli! Hielscheri tootevalik hõlmab kogu spektrit kompaktsest labori ultraheliseadmest pink-top üksuste kohal kuni täistööstuslike ultrahelisüsteemideni.