Hielscher Ultrasonics
Keskustelemme mielellämme prosessistasi.
Soita meille: +49 3328 437-420
Lähetä meille sähköpostia: info@hielscher.com

Edullinen hydrogeelituotanto ultrasonicationin kautta

Sonikaatio on erittäin tehokas, luotettava ja yksinkertainen tekniikka korkean suorituskyvyn hydrogeelien valmistamiseksi. Nämä hydrogeelit tarjoavat erinomaiset materiaaliominaisuudet, kuten absorptiokapasiteetin, viskoelastisuuden, mekaanisen lujuuden, puristusmoduulin ja itsekorjautuvat toiminnot.

Ultraäänipolymerointi ja dispersio hydrogeelin tuotantoon

Ultrasonicationia käytetään ristisidoksen ja polymeroinnin aloittamiseen hydrogeelituotannon aikana. Ultraäänidispersiota käytetään nanohiukkasten jakamiseen hydrogeeleihin.Hydrogeelit ovat hydrofiilisiä, kolmiulotteisia polymeeriverkkoja, jotka kykenevät absorboimaan suuria määriä vettä tai nesteitä. Hydrogeeleillä on poikkeuksellinen turvotuskapasiteetti. Hydrgeelien yleisiä rakennuspalikoita ovat polyvinyylialkoholi, polyetyleeniglykoli, natriumpolyakrylaatti, akrylaattipolymeerit, karbomeerit, polysakkaridit tai polypeptidit, joissa on paljon hydrofiilisiä ryhmiä, ja luonnolliset proteiinit, kuten kollageeni, gelatiini ja fibriini.
Niin sanotut hybridihydrogeelit koostuvat erilaisista kemiallisesti, toiminnallisesti ja morfologisesti erillisistä materiaaleista, kuten proteiineista, peptideistä tai nano- / mikrorakenteista.
Ultraäänidispersiota käytetään laajalti erittäin tehokkaana ja luotettavana tekniikkana homogenoimaan nanomateriaaleja, kuten hiilinanoputkia (CNT, MWCNT, SWCNT), selluloosan nanokiteitä, kitiinin nanokuituja, titaanidioksidia, hopean nanohiukkasia, proteiineja ja muita mikroni- tai nanorakenteita hydrogeelien polymeerimatriisiin. Tämä tekee sonikaatiosta tärkeimmän työkalun korkean suorituskyvyn hydrogeelien tuottamiseksi, joilla on poikkeuksellisia ominaisuuksia.

Tietopyyntö







Ultraäänikavitaatio edistää silloitusta ja polymerointia hydrogeelisynteesin aikana. Ultraäänidispersio helpottaa nanomateriaalien tasaista jakautumista hybridihydrogeelien valmistukseen.

Ultrasonicator UIP1000hdT lasireaktorilla hydrogeelisynteesiä varten

Mitä tutkimukset osoittavat – Ultraäänihydrogeelivalmiste

Ultraäänellä syntetisoidut hydrogeelikapselitEnsinnäkin ultrasonication edistää polymerointia ja ristisidosreaktioita hydrogeelin muodostumisen aikana.
Toiseksi ultrasonication on osoittautunut luotettavaksi ja tehokkaaksi dispersiotekniikaksi hydrogeelien ja nanokomposiittihydrogeelien tuotannossa.

Hydrogeelien ultraäänisilloitus ja polymerointi

Ultrasonication auttaa polymeeriverkkojen muodostumista hydrogeelisynteesin aikana vapaiden radikaalien tuottamisen kautta. Voimakkaat ultraääniaallot tuottavat akustista kavitaatiota, joka aiheuttaa suuria leikkausvoimia, molekyylileikkausta ja vapaiden radikaalien muodostumista.

(2010) valmisti useita "akryylihydrogeelejä valmistettiin vesiliukoisten monomeerien ja makromonomeerien ultraäänipolymeroinnilla. Ultraääntä käytettiin käynnistävien radikaalien luomiseen viskooseissa vesipitoisissa monomeeriliuoksissa käyttämällä lisäaineita glyserolia, sorbitolia tai glukoosia avoimessa järjestelmässä 37 ° C: ssa. Vesiliukoiset lisäaineet olivat välttämättömiä hydrogeelin tuotannossa, glyseroli oli tehokkain. Hydrogeelit valmistettiin monomeereistä 2-hydroksietyylimetakrylaatti, poly(etyleeniglykoli)dimethakrylaatti, dekstraanimakrylaatti, akryylihappo/etyleeniglykolidimethakrylaatti ja akryyliamidi/bis-akryyliamidi." [Cass et ai., 2010] Ultraäänisovellus, jossa käytettiin anturin ultraäänilaitetta, todettiin tehokkaaksi menetelmäksi vesiliukoisten vinyylimonomeerien polymeroimiseksi ja sitä seuraavien hydrogeelien valmistamiseksi. Ultraäänellä aloitettu polymerointi tapahtuu nopeasti ilman kemiallista initiaattoria.
Löydä tutkimuksen koko protokolla täältä!
 

Fumed-piidioksidin ultraäänidispersio: Hielscherin ultraäänihomogenisaattori UP400S hajottaa piidioksidijauheen nopeasti ja tehokkaasti yksittäisiksi nanohiukkasiksi.

Savupiidioksidin dispergointi veteen UP400S: n avulla

Videon pikkukuva

Ultraäänidispersio

  • nanohiukkaset, esim.2
  • Hiilinanoputket (CNT)
  • selluloosan nanokiteet (CNC)
  • Nanoselluloosan nanofibrillit
  • kumit, esimerkiksi ksantaani, salviansiemenkumi
  • Proteiineja

Lue lisää nanokomposiittihydrogeelien ja nanogeelien ultraäänisynteesistä!

Nanopiidioksidin ultraäänidispersio: Hielscherin ultraäänihomogenisaattori UP400St hajottaa piidioksidinanohiukkaset nopeasti ja tehokkaasti yhtenäiseksi nanodispersioksi.

Nanopiidioksidin ultraäänidispersio ultraäänilaitteella UP400St

Videon pikkukuva

Hydrogeelin muodostuminen ultraäänellä avustetun geeliytymisen kautta ultraäänilaitteella UP100H

Hydrogeelin muodostuminen ultraäänellä avustetulla geeliytymisellä käyttäen ultraäänilaite UP100H
(Tutkimus ja elokuva: Rutgeerts et ai., 2019)

Tietopyyntö







Ultrasonication on yhteensopiva kaikenlaisten polymeerien ja biopolymeerien kanssa ja mahdollistaa hybridihydrogeelien vahvistamisen nanorakenteisilla materiaaleilla, kuten nanohiukkasilla, nanokiteillä tai nanokuiduilla. Hydrogeelien vahvistaminen erilaisilla nanomateriaaleilla mahdollistaa nanokomposiittihydrogeelien fysikaalis-kemiallisten ja reomekaanisten ominaisuuksien muokkaamisen ja hallinnan, koska mikrorakenteet ovat avaintekijä saaduille materiaaliominaisuuksille.

Ultrasonicationia käytetään tuottamaan korkean suorituskyvyn hydrogeelejä, jotka sisältävät nanomateriaaleja

MWCNT:itä sisältävän poly(akryyliamidi-koitakoniinihappohydrogeelin) SEM. MWCNT: t dispergoitiin ultraäänellä ultraäänilaitteella UP200S.
tutkimus ja kuva: Mohammadinezhada et ai., 2018

Poly(akryyliamidi-ko-itakoniinihapon) valmistus – MWCNT-hydrogeeli sonikaatiota käyttäen

(2018) tuotti onnistuneesti superabsorboivan hydrogeelikomposiittin, joka sisältää poly(akryyliamidi-ko-itakoniinihappo) ja moniseinäisiä hiilinanoputkia (MWCNT). Ultrasonication suoritettiin Hielscherin ultraäänilaitteella UP200S. Hydrogeelin stabiilisuus lisääntyi MWCNT-suhteiden kasvaessa, mikä saattaa johtua MWCNT:iden hydrofobisesta luonteesta sekä silloitustiheyden kasvusta. P(AAm-co-IA)-hydrogeelin vedenpidätyskyky (WRC) kasvoi myös MWCNT:n läsnä ollessa (10 paino-%). Tässä tutkimuksessa ultrasonicationin vaikutukset arvioitiin ylivoimaisiksi hiilinanoputkien tasaisen jakautumisen suhteen polymeeripinnalle. MWCNT:t olivat ehjiä ilman polymeerirakenteen häiriöitä. Lisäksi saadun nanokomposiitin lujuus ja sen vedenpidätyskyky sekä muiden liukoisten materiaalien, kuten Pb (II), imeytyminen lisääntyivät. Sonikaatio rikkoi initiaattorin ja hajotti MWCNT: t erinomaisena täyteaineena polymeeriketjuissa lämpötilan noustessa.
Tutkijat päättelevät, että näitä "reaktio-olosuhteita ei voida saavuttaa tavanomaisilla menetelmillä, eikä hiukkasten homogeenisuutta ja hyvää dispersiota isäntään voida saavuttaa. Lisäksi sonikaatioprosessi erottaa nanohiukkaset yhdeksi hiukkaseksi, kun taas sekoittaminen ei voi tehdä tätä. Toinen mekanismi koon pienentämiseksi on voimakkaiden akustisten aaltojen vaikutus sekundaarisiin sidoksiin, kuten vetysidokseen, joka tämä säteilytys rikkoo hiukkasten H-sidoksen ja myöhemmin erottaa aggregoidut hiukkaset ja lisää vapaiden adsorptioryhmien, kuten -OH: n ja saavutettavuuden, määrää. Siten tämä tärkeä tapahtuma tekee sonikaatioprosessista ylivoimaisen menetelmän muihin verrattuna, kuten kirjallisuudessa käytetty magneettinen sekoittaminen. [Mohammadinezhada et ai., 2018]

Korkean suorituskyvyn ultraääniastiat hydrogeelisynteesiin

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita hydrogeelien synteesiin. Pienestä ja keskikokoisesta R:stä&D ja pilotoida ultraäänilaitteita teollisiin järjestelmiin kaupalliseen hydrogeelien valmistukseen jatkuvassa tilassa, Hielscher Ultrasonics kattaa prosessivaatimukset.
Teollisuusluokan ultraäänilaitteet voivat tuottaa erittäin korkeita amplitudit, jotka mahdollistavat luotettavat silloitus- ja polymerointireaktiot ja nanohiukkasten tasaisen dispersion. Jopa 200 μm: n amplitudit voidaan helposti ajaa jatkuvasti 24/7/365-toiminnassa. Vielä suuremmille amplitudille on saatavana räätälöityjä ultraäänisonotrodeja.

Miksi Hielscher Ultrasonics?

  • korkea hyötysuhde
  • Uusinta teknologiaa
  • luotettavuus & rotevuus
  • erä & Inline
  • mille tahansa tilavuudelle
  • Älykäs ohjelmisto
  • Älykkäät ominaisuudet (esim. dataprotokollat)
  • CIP (puhdas paikan päällä)

Pyydä meiltä jo tänään lisätietoja teknisistä tiedoista, hinnoista ja sitoumuksettomasta tarjouksesta. Pitkän linjan kokenut henkilökuntamme konsultoi sinua mielellään!
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

Erän tilavuus Virtausnopeus Suositellut laitteet
1 - 500 ml 10 - 200 ml / min UP100H
10 - 2000ml 20–400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 - 20L 0.2–4 l/min UIP2000hdT
10-100L 2 - 10L / min UIP4000hdT
n.a. 10-100L / min UIP16000
n.a. suurempi klusteri UIP16000

Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!

Kysy lisää

Käytä alla olevaa lomaketta pyytääksesi lisätietoja ultraääniprosessoreista, sovelluksista ja hinnasta. Keskustelemme mielellämme prosessistasi kanssasi ja tarjoamme sinulle ultraäänijärjestelmän, joka täyttää vaatimuksesi!












Hielscher SonoStation tekee keskikokoisten erien sonikoinnin virtaussolureaktorilla helpoksi.
Kompakti SonoStation yhdistää 38 litran sekoitetun säiliön säädettävään progressiiviseen ontelopumppuun, joka voi syöttää 3 litraa minuutissa yhteen tai kahteen ultraäänivirtauskennoreaktoriin.

Ultraäänisekoitusasema - SonoStation, jossa on 2 x 2000 watin homogenisaattorit

Videon pikkukuva

Ultraääni-korkean leikkauksen homogenisaattoreita käytetään laboratorio-, penkki-, pilotti- ja teollisessa käsittelyssä.

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita sekoitussovelluksiin, dispersioon, emulgointiin ja uuttamiseen laboratorio-, pilotti- ja teollisessa mittakaavassa.



Faktoja, jotka kannattaa tietää

Mihin hydrogeelejä käytetään?

Hydrogeelejä käytetään monilla teollisuudenaloilla, kuten lääketeollisuudessa lääkkeiden annosteluun (esim. aikavapautuva, suun kautta, suonensisäisesti, paikallisesti tai peräsuolen kautta annettavat lääkkeet), lääketieteessä (esim. kudosteknologian rakennustelineinä, rintaimplantteina, biomekaanisina materiaaleina, haavasidoksina), kosmeettisissa valmisteissa, hoitotuotteissa (esim. piilolinssit, vaipat, terveyssiteet), maataloudessa (esim. torjunta-ainevalmisteissa, rakeissa, jotka pitävät maaperän kosteutta kuivilla alueilla), materiaalitutkimus funktionaalisina polymeereinä (esim. vesigeeliräjähteet, kvanttipisteiden kapselointi, termodynaaminen sähköntuotanto), hiilen vedenpoisto, keinolumi, elintarvikelisäaineet ja muut tuotteet (esim. liima).

Hydrogeelien luokitus

Kun hydrogeelien luokittelu tehdään niiden fyysisen rakenteen mukaan, se voidaan luokitella seuraavasti:

  • amorfinen (ei-kiteinen)
  • puolikiteinen: Amorfisten ja kiteisten faasien monimutkainen seos
  • kiteinen

Kun keskitytään polymeerikoostumukseen, hydrogeelit voidaan luokitella myös seuraaviin kolmeen luokkaan:

  • homopolymeeriset hydrogeelit
  • kopolymeeriset hydrogeelit
  • monipolymeeriset hydrogeelit / IPN-hydrogeelit

Silloitustyypin perusteella hydrogeelit luokitellaan:

  • kemiallisesti silloitetut verkot: pysyvät risteykset
  • Fyysisesti silloitetut verkot: tilapäiset risteykset

Fyysinen ulkonäkö johtaa luokitteluun:

  • matriisi
  • filmi
  • mikropallo

Verkon sähkövaraukseen perustuva luokitus:

  • ioniton (neutraali)
  • ioninen (mukaan lukien anioninen tai kationinen)
  • amfoteerinen elektrolyytti (amfolyyttinen)
  • Zwitterionic (polybetaiinit)

Kirjallisuus / Viitteet


Hielscher Ultrasonics toimittaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita laboratoriosta teolliseen kokoon.

Korkean suorituskyvyn ultraääni! Hielscherin tuotevalikoima kattaa koko spektrin kompaktista laboratorion ultraäänilaitteesta penkkiyksiköiden yli täysteollisiin ultraäänijärjestelmiin.

Keskustelemme mielellämme prosessistasi.

Let's get in contact.