Edullinen hydrogeelituotanto ultrasonicationin kautta

Sonikaatio on erittäin tehokas, luotettava ja yksinkertainen tekniikka korkean suorituskyvyn hydrogeelien valmistukseen. Nämä hydrogeelit tarjoavat erinomaisia materiaaliominaisuuksia, kuten absorptiokyvyn, viskoelastisuuden, mekaanisen lujuuden, puristusmoduulin ja itsekorjautuvia toimintoja.

Ultraäänipolymerointi ja dispersio hydrogeelituotantoon

Ultrasonication is used to initiate cross-linking and polymerization during hydrogel production. Ultrasonic dispersion is used to distribute nanoparticles in hydrogels.Hydrogeelit ovat hydrofiilisiä, kolmiulotteisia polymeeriverkkoja, jotka pystyvät absorboimaan suuria määriä vettä tai nesteitä. Hydrogeelien turvotuskyky on poikkeuksellinen. Hydrgelien yleisiä rakennuspalikoita ovat polyvinyylialkoholi, polyetyleeniglykoli, natriumpolyakrylaatti, akrylaattipolymeerit, karbomeerit, polysakkaridit tai polypeptidit, joissa on paljon hydrofiiliryhmiä, sekä luonnolliset proteiinit, kuten kollageeni, gelatiini ja fibriini.
Niin kutsutut hybridihydrogeelit koostuvat erilaisista kemiallisesti, toiminnallisesti ja morfologisesti erillisistä materiaaleista, kuten proteiineja, peptidejä tai nano- / mikrorakenteita.
Ultraääni dispersiota käytetään laajalti erittäin tehokkaana ja luotettavana tekniikkana nanomateriaalien, kuten hiilinanoputkien (CNTs, MWCNTs, SWCNT), selluloosananokiteiden, kitiininanokuitujen, titaanidioksidin, hopeananohiukkasten, proteiinien ja muiden mikron- tai nanorakenteiden homomeeriseen matriisiin hydrogeelien polymeeriseen matriisiin. Tämä tekee sonikaatiosta tärkeimmän työkalun tuottaa suorituskykyistä hydrogeeliä, jolla on poikkeuksellisia ominaisuuksia.

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


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

ultraäänilaitteen UIP1000hdT lasireaktorilla hydrogeelisynteesiä varten

Mitä tutkimus osoittaa – Ultraääni hydrogeeli valmistelu

Ensinnäkin ultrasonication edistää polymerointia ja ristiinlinkitysreaktioita hydrogeelin muodostumisen aikana.
Toiseksi ultrasonication on osoittautunut luotettavaksi ja tehokkaaksi dispersiotekniikaksi hydrogeelien ja nanokomposiittihydrogeelien tuotannossa.

Hydrogeelien ultraääniristikko ja polymerointi

Ultrasonication auttaa polymeeriverkkojen muodostumista hydrogeelisynteesin aikana vapaan radikaalin sukupolven kautta. Voimakkaat ultraääniaallot tuottavat akustista kavitaatiota, joka aiheuttaa suuria leikkausvoimia, molekyylisäikeitä ja vapaata radikaalimuodostusta.

Cass et al. (2010) valmisti useita "akryylihydrogeelit valmistettiin ultraäänipolymeroimalla vesiliukoisia monomeereja ja makromonomeja. Ultraääntä käytettiin insyysiradikaalien luomiseen viskoosisiin vesipitoisiin monomeeriliukoihin glyserolin, sorbitolin tai glukoosin lisäaineilla avoimessa järjestelmässä 37 °C: ssa. Vesiliukoiset lisäaineet olivat välttämättömiä hydrogeelin tuotannossa, ja glyseroli oli tehokkain. Hydrogeelit valmistettiin monomeereista 2-hydroksietyylimetakrylaatti, poly(etyleeniglykoli)dimethakrylaatti, dekstranmetakrylaatti, akryylihappo/etyleeniglykolidimetetakrylaatti ja akryyliamidi/bis-akryyliamidi." [Cass ym. 2010] Ultraäänisovelluksen, jossa käytetään anturin ultraäänilaitetta, todettiin olevan tehokas menetelmä vesiliukoisten vinyylimonomeerien polymerointiin ja sen jälkeiseen hydrogeelien valmistukseen. Ultraäänellä aloitettu polymerointi tapahtuu nopeasti ilman kemiallista käynnistäjätä.

Ultraääni dispersio Fumed Piidioksidi: Hielscher ultraääni homogenizer UP400S hajottaa piidioksidijauhe nopeasti ja tehokkaasti yhdeksi nanohiukkasia.

Dispersing Fumed Silicia vedessä up400S:n avulla

Ultraääni dispersio

  • nanohiukkaset, esim.2
  • hiilinanoputket (CNT)
  • selluloosananokiteet (CNC)
  • selluloosananokuituja
  • kumit, esim.
  • Proteiineja
Video näyttää ultraääni-dispergointilaite UP400ST hydrogeelien tuotantoon. Sonikaatio on tehokas tekniikka nanospergaatioiden tuottamiseksi ja suorituskykyisten hydrogeelien synteesin edistämiseksi.

Ultraääni nano-dispersio ultraäänellä UP400ST

 

Hydrogel formation via ultrasonically-assisted gelation using the ultrasonicator UP100H

Hydrogeelin muodostuminen ultraäänellä avustetun gelaation avulla ultraääni UP100H

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


Ultrasonication on yhteensopiva kaikenlaisten polymeerien ja biopolymeerien kanssa ja mahdollistaa hybridihydrogeelien vahvistamisen nanorakenteisten materiaalien, kuten nanohiukkasten, nanokiteiden tai nanokuitujen, avulla. Hydrogeelien vahvistaminen erilaisilla nanomateriaaleilla mahdollistaa nanokomponenttihydrogeelien fysikaalis-kemikaalisten ja reimekaanisten ominaisuuksien muokkaamisen ja ohjaamisen, koska mikrorakenteet ovat keskeinen tekijä saaduille materiaaliominaisuuksille.

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

SEM poly(akryyliamidi-ko-itakonihappohydrogeeli, joka sisältää MWCNT:iä. MWCNT:t hajotettiin ultraäänellä ultraäänellä. Up200s.
tutkimus ja kuva: Mohammadinezhada et al., 2018

Polyn (akryyliamidi-koakonakonihapon) valmistus – MWCNT Hydrogel sonikaatiolla

Mohammadinezhada et al. (2018) tuotti onnistuneesti superabsorbenttihydrogeelikomposiittia, joka sisälsi polya (akryyliamidi-korakonihappoa) ja moniseinäistä hiilinanoputkea (MWCNTs). Ultrasonication suoritettiin Hielscher-ultraäänilaitteella Up200s. Hydrogeelin stabiilisuus kasvoi MWCNT-suhdelukujen kasvaessa, mikä saattaa johtua MWCNT:n hydrofobiudesta ja ristilinkkitiheyden kasvusta. Myös P(AAm- co- IA) -hydrogeelin vedenpidätyskyky (WRC) suureni MWCNT: n läsnäollessa (10 wt%). Tässä tutkimuksessa ultrasonication vaikutukset olivat ylivertaisia hiilinanoputkien tasaisen jakautumisen suhteen polymeeripinnalle. MWCNT:t olivat ehjiä ilman polymeerirakenteen keskeytyksiä. Lisäksi saadun nanokomponentin lujuutta ja vedenpidätyskykyä sekä muiden liukoisten materiaalien, kuten Pb (II) imeytymistä lisättiin. Sonikaatio rikkoi ansastajan ja hajotti MWCNT:t erinomaisena täyteaitteena polymeeriketjuissa lämpötilan noustessa.
Tutkijat päättelevät, että näitä "reaktio-olosuhteita ei voida saavuttaa tavanomaisilla menetelmillä, eikä hiukkasten homogeenisuutta ja hyvää leviämistä isäntään voida saavuttaa. Lisäksi sonikaatioprosessi erottaa nanohiukkaset erheiksi hiukkasiksi, kun taas sekoittaminen ei voi tehdä tätä. Toinen koon pienentämismekanismi on voimakkaiden akustisten aaltojen vaikutus sekundaarisidituun, kuten vetysidaatioon, jonka säteilytys rikkoo hiukkasten H-sidoksen ja myöhemmin hajottaa aggregoidut hiukkaset ja lisää vapaiden adsorptioryhmien, kuten -OH: n ja saavutettavuuden, määrää. Näin ollen tämä tärkeä tapahtumasta tekee sonikaatioprosessista ylivoimaisen menetelmän muihin yheellisyksiin, kuten kirjallisuudessa levitetyn magneettisen sekoittamisen." [Mohammadinezhada et ai., 2018]

Hydrogeelisynteesin korkean suorituskyvyn ultraääniastiat

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkealaatuisia ultraäänilaitteita hydrogeelien synteesiin. Pienistä ja keskikokoisista R:stä&D ja pilot ultrasonicators teollisuusjärjestelmiin kaupalliseen hydrogeelivalmistukseen jatkuvassa tilassa, Hielscher Ultrasonics kattaa prosessivaatimukset.
Teollisuusluokan ultraääniastiat voivat tuottaa erittäin korkeita amplitudia, mikä mahdollistaa luotettavat ristiinlinkittämis- ja polymerointireaktiot sekä nanohiukkasten tasaisen leviämisen. Jopa 200 μm:n amplitudit voidaan helposti käyttää jatkuvasti 24/7/365-toiminnassa. Vielä korkeampia amplitudit, räätälöity ultraääni ultraääni sonotrodit ovat saatavilla.

Miksi Hielscher Ultrasonics?

  • korkea hyötysuhde
  • Uusi tekniikka
  • luotettavuus & kestävyys
  • erä & linjassa
  • minkä tahansa aseman
  • älykkäät ohjelmistot
  • älykkäät ominaisuudet (esim. dataprotokolla)
  • CIP (clean-in-place)

Kysy meiltä tänään teknisiä lisätietoja, hinnoittelua ja ei-sitovaa tarjousta. Pitkäaikainen kokenut henkilökuntamme on iloinen voidessaan konsultoida sinua!
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

erätilavuus Virtausnopeus Suositeltavat laitteet
1 - 500 ml 10 - 200 ml / min UP100H
10 - 2000 ml 20 - 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 - 20L 0.2 - 4 l / min UIP2000hdT
10 - 100 litraa 2 - 10 l / min UIP4000hdT
n.a 10 - 100 l / min UIP16000
n.a suuremmat klusterin UIP16000

Ota meihin yhteyttä! / Kysy meiltä!

Kysy lisä tietoja

Käytä alla olevaa lomaketta pyytääksesi lisätietoja ultraääniprosessoreista, sovelluksista ja hinnasta. Olemme iloisia voidessamme keskustella prosessista kanssasi ja tarjota sinulle ultraäänijärjestelmä, joka täyttää vaatimuksesi!









Huomaathan, että Tietosuojakäytäntö.


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

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomygenisoijia sovellusten sekoittamiseen, dispersiointiin, emulgointiin ja uuttamiseen laboratoriossa, pilotissa ja teollisessa mittakaavassa.

Kirjallisuus / Referenssit



Tosiasiat, jotka kannattaa tietää

Mihin Hydrogeeliä käytetään?

Hydrogeeliä käytetään monilla toimialoilla, kuten lääketeollisuudessa lääkkeiden toimittamiseen (esim. suun kautta, laskimoon, paikallisesti tai peräsuoleen lääketoimitus), lääketiede (esim. kudostekniikan rakennustelineet, rintaimplantit, biomekaaninen materiaali, haavan sidonnat), kosmeettiset valmisteet, hoitotuotteet (esim. piilolinssit, vaipat, saniteettiliinat), maatalous (esim. torjunta-ainevalmisteiden osalta, rakeet maaperän kosteuden pitoon kuivilla alueilla), materiaalitutkimus funktionaalisina polymeereina (esim. , kvanttipisteiden kapselointi, termodynaaminen sähköntuotanto), hiilenpoisto, keinotekoinen lumi, elintarvikelisäaineet ja muut tuotteet (esim. liima).

Hydrogeelien luokitus

Kun hydrogeelit luokitellaan niiden fyysisen rakenteen mukaan, ne voidaan luokitella seuraavasti:

  • amorfinen (ei kiteinen)
  • puolikiteinen: Monimutkainen sekoitus amorfisia ja kiteisiä faasteja
  • kiteinen

Kun hydrogeelit keskittyvät polymeerikoostumuksen kanssa, ne voidaan luokitella myös seuraaviin kolmeen luokkaan:

  • homopolymeeriset hydrogeelit
  • copolymeeriset hydrogeelit
  • monipolymeeriset hydrogeelit / IPN-hydrogeelit

Hydrogeelit luokitellaan ristiinlinkityksen tyypin perusteella seuraavasti:

  • kemiallisesti ristiinlinkitetyt verkot: pysyvät risteykset
  • fyysisesti ristiinlinkitetyt verkot: ohimenevät risteykset

Fyysinen ulkonäkö johtaa luokitteluun:

  • Matriisi
  • Elokuva
  • mikrosfääri

Luokitus verkon sähkölatauksen perusteella:

  • nonioni (neutraali)
  • ioni (mukaan lukien anioninen tai kationinen)
  • amfoteerinen elektrolyytti (amfolyyttinen)
  • zwitterioninen (polybetaiinit)

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

Korkean suorituskyvyn ultraääni! Hielscherin tuotevalikoima kattaa koko spektrin kompaktista laboratorion ultraäänikonesta penkki-top-yksiköihin täysteollinen ultraäänijärjestelmiin.