અલ્ટ્રાસોનિકેશન દ્વારા ફાયદાકારક હાઇડ્રોજેલ ઉત્પાદન

ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતા હાઇડ્રોજેલ્સની તૈયારી માટે સોનિકેશન એ અત્યંત અસરકારક, વિશ્વસનીય અને સરળ તકનીક છે. આ હાઇડ્રોજેલ્સ ઉત્તમ ભૌતિક ગુણધર્મો આપે છે જેમ કે શોષણ ક્ષમતા, વિસ્કોએલાસ્ટીસીટી, યાંત્રિક શક્તિ, કમ્પ્રેશન મોડ્યુલસ અને સ્વ-હીલિંગ કાર્યક્ષમતા.

હાઇડ્રોજેલ ઉત્પાદન માટે અલ્ટ્રાસોનિક પોલિમરાઇઝેશન અને વિક્ષેપ

હાઇડ્રોજેલ્સ એ હાઇડ્રોફિલિક, ત્રિ-પરિમાણીય પોલિમરીક નેટવર્ક છે જે મોટા જથ્થામાં પાણી અથવા પ્રવાહીને શોષવામાં સક્ષમ છે. હાઇડ્રોજેલ્સ અસાધારણ સોજો ક્ષમતા દર્શાવે છે. હાઇડ્રેજલ્સના સામાન્ય બિલ્ડીંગ બ્લોક્સમાં પોલિવિનાઇલ આલ્કોહોલ, પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ, સોડિયમ પોલિએક્રીલેટ, એક્રેલેટ પોલિમર, કાર્બોમર્સ, પોલિસેકરાઇડ્સ અથવા હાઇડ્રોફિલિક જૂથોની મોટી સંખ્યામાં સાથે પોલિપેપ્ટાઇડ્સ અને કોલેજન, જિલેટીન અને ફાઈબ્રિન જેવા કુદરતી પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે.
કહેવાતા હાઇબ્રિડ હાઇડ્રોજેલ્સમાં વિવિધ રાસાયણિક, કાર્યાત્મક અને મોર્ફોલોજિકલ રીતે અલગ પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે પ્રોટીન, પેપ્ટાઇડ્સ અથવા નેનો-/ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર.
કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (CNTs, MWCNTs, SWCNTs), સેલ્યુલોઝ નેનો-ક્રિસ્ટલ્સ, ચીટિન નેનોફાઈબર્સ, ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ, સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સ અને અન્ય માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ જેવા નેનો-મટીરિયલ્સને એકરૂપ બનાવવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પરશનનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. હાઇડ્રોજેલ્સના પોલિમેરિક મેટ્રિક્સમાં. આ અસાધારણ ગુણો સાથે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન હાઇડ્રોજેલ્સ ઉત્પન્ન કરવા માટે સોનિકેશનને મુખ્ય સાધન બનાવે છે.

સંશોધન શું બતાવે છે – અલ્ટ્રાસોનિક હાઇડ્રોજેલ તૈયારી

પ્રથમ, અલ્ટ્રાસોનિકેશન હાઇડ્રોજેલ રચના દરમિયાન પોલિમરાઇઝેશન અને ક્રોસ-લિંકિંગ પ્રતિક્રિયાઓને પ્રોત્સાહન આપે છે.
બીજું, હાઇડ્રોજેલ્સ અને નેનોકોમ્પોઝીટ હાઇડ્રોજેલ્સના ઉત્પાદન માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન વિશ્વસનીય અને અસરકારક વિખેરવાની તકનીક તરીકે સાબિત થયું છે.

અલ્ટ્રાસોનિક ક્રોસ-લિંકિંગ અને હાઇડ્રોજેલ્સનું પોલિમરાઇઝેશન

અલ્ટ્રાસોનિકેશન ફ્રી રેડિકલ જનરેશન દ્વારા હાઇડ્રોજેલ સંશ્લેષણ દરમિયાન પોલિમેરિક નેટવર્કની રચનામાં મદદ કરે છે. તીવ્ર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો એકોસ્ટિક પોલાણ પેદા કરે છે જે ઉચ્ચ-શીયર ફોર્સ, મોલેક્યુલર શીયરિંગ અને ફ્રી રેડિકલ રચનાનું કારણ બને છે.

કાસ એટ અલ. (2010) ઘણા “એક્રેલિક હાઇડ્રોજેલ્સ પાણીમાં દ્રાવ્ય મોનોમર્સ અને મેક્રોમોનોમર્સના અલ્ટ્રાસોનિક પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા. અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ સ્નિગ્ધ જલીય મોનોમર સોલ્યુશનમાં 37 ° સે તાપમાને ઓપન સિસ્ટમમાં એડિટિવ્સ ગ્લિસરોલ, સોર્બિટોલ અથવા ગ્લુકોઝનો ઉપયોગ કરીને પ્રારંભિક રેડિકલ બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. હાઇડ્રોજેલના ઉત્પાદન માટે પાણીમાં દ્રાવ્ય ઉમેરણો જરૂરી હતા, ગ્લિસરોલ સૌથી અસરકારક છે. હાઇડ્રોજેલ્સ મોનોમર્સ 2-હાઇડ્રોક્સાઇથિલ મેથાક્રાયલેટ, પોલી(ઇથિલિન ગ્લાયકોલ) ડાયમેથાક્રાયલેટ, ડેક્સ્ટ્રાન મેથાક્રાયલેટ, એક્રેલિક એસિડ/ઇથિલિન ગ્લાયકોલ ડાયમેથાક્રાયલેટ અને એક્રેલામાઇડ/બીસ-એક્રિલામાઇડમાંથી તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા. [કાસ એટ અલ. 2010] પ્રોબ અલ્ટ્રાસોનિકેટરનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ એપ્લિકેશન પાણીમાં દ્રાવ્ય વિનાઇલ મોનોમર્સના પોલિમરાઇઝેશન અને ત્યારબાદ હાઇડ્રોજેલ્સની તૈયારી માટે અસરકારક પદ્ધતિ હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું. રાસાયણિક આરંભની ગેરહાજરીમાં અલ્ટ્રાસોનિકલી શરૂ કરાયેલ પોલિમરાઇઝેશન ઝડપથી થાય છે.
અભ્યાસનો સંપૂર્ણ પ્રોટોકોલ અહીં શોધો!
 

નેનોકોમ્પોઝીટ હાઇડ્રોજેલ્સ અને નેનોજેલ્સના અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણ વિશે વધુ વાંચો!

અલ્ટ્રાસોનિકેશન તમામ પ્રકારના પોલિમર અને બાયોપોલિમર્સ સાથે સુસંગત છે અને નેનો-સ્ટ્રક્ચર્ડ સામગ્રીઓ જેમ કે નેનોપાર્ટિકલ્સ, નેનોક્રિસ્ટલ્સ અથવા નેનોફાઈબ્રેસ સાથે હાઇબ્રિડ હાઇડ્રોજેલ્સને વધુ મજબૂત બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. વિવિધ નેનોમટેરિયલ્સ સાથે હાઇડ્રોજેલ્સને મજબૂત બનાવવાથી નેનોકોમ્પોઝિટ હાઇડ્રોજેલ્સના ભૌતિક રાસાયણિક અને રિઓ-મિકેનિકલ ગુણધર્મોને સંશોધિત અને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી મળે છે, કારણ કે પ્રાપ્ત સામગ્રી ગુણધર્મો માટે માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ મુખ્ય પરિબળ છે.

પોલીનું ફેબ્રિકેશન (એક્રીલામાઇડ-કો-ઇટાકોનિક એસિડ) – સોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને MWCNT હાઇડ્રોજેલ

મોહમ્મદીનેઝાદા એટ અલ. (2018) સફળતાપૂર્વક પોલી (એક્રીલામાઇડ-કો-ઇટાકોનિક એસિડ) અને મલ્ટી-વોલ્ડ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ (MWCNTs) ધરાવતું સુપરએબસોર્બન્ટ હાઇડ્રોજેલ કમ્પોઝીટનું ઉત્પાદન કર્યું. અલ્ટ્રાસોનિકેશન Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણ સાથે કરવામાં આવ્યું હતું UP200S.હાઈડ્રોજેલની સ્થિરતા MWCNTs ગુણોત્તર વધવા સાથે વધી છે, જે MWCNTs ના હાઈડ્રોફોબિક પ્રકૃતિ તેમજ ક્રોસલિંકર ઘનતાના વધારાને આભારી હોઈ શકે છે. MWCNT (10 wt%) ની હાજરીમાં P(AAm-co-IA) હાઇડ્રોજેલની પાણી જાળવી રાખવાની ક્ષમતા (WRC) પણ વધારવામાં આવી હતી. આ અભ્યાસમાં, પોલિમર સપાટી પર કાર્બન નેનોટ્યુબના સમાન વિતરણના સંદર્ભમાં અલ્ટ્રાસોનિકેશનની અસરોને શ્રેષ્ઠ રેટ કરવામાં આવી હતી. પોલિમરીક સ્ટ્રક્ચરમાં કોઈપણ વિક્ષેપ વિના MWCNT અકબંધ હતા. વધુમાં, મેળવેલા નેનોકોમ્પોઝીટની મજબૂતાઈ અને તેની પાણી જાળવી રાખવાની ક્ષમતા અને Pb (II) જેવા અન્ય દ્રાવ્ય પદાર્થોના શોષણમાં વધારો થયો હતો. Sonication એ આરંભકર્તાને તોડી નાખ્યું અને MWCNT ને વધતા તાપમાન હેઠળ પોલિમર ચેઇન્સમાં ઉત્તમ ફિલર તરીકે વિખેરી નાખ્યું.
સંશોધકો નિષ્કર્ષ પર આવે છે કે આ "પ્રતિક્રિયાની પરિસ્થિતિઓ પરંપરાગત પદ્ધતિઓ દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાતી નથી, અને યજમાનમાં કણોની એકરૂપતા અને સારી-વિખેરણી પ્રાપ્ત કરી શકાતી નથી. વધુમાં, સોનિકેશન પ્રક્રિયા નેનોપાર્ટિકલ્સને એક કણમાં અલગ કરે છે, જ્યારે stirring આ કરી શકતું નથી. કદ ઘટાડવા માટેની બીજી પદ્ધતિ એ હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ જેવા ગૌણ બોન્ડ્સ પર શક્તિશાળી એકોસ્ટિક તરંગોની અસર છે, જે આ ઇરેડિયેશન કણોના H-બંધનને તોડે છે, અને ત્યારબાદ, એકીકૃત કણોને અલગ કરે છે અને -OH જેવા મુક્ત શોષણ જૂથોની સંખ્યામાં વધારો કરે છે અને ઉપલ્બધતા. આમ, આ મહત્વપૂર્ણ ઘટના સાહિત્યમાં લાગુ પડતા મેગ્નેટિક સ્ટિરિંગ જેવી અન્યો કરતાં સોનિકેશન પ્રક્રિયાને શ્રેષ્ઠ પદ્ધતિ બનાવે છે.” [મોહમ્મદીનેઝદા એટ અલ., 2018]

હાઇડ્રોજેલ સિન્થેસિસ માટે ઉચ્ચ પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ

Hielscher Ultrasonics હાઇડ્રોજેલ્સના સંશ્લેષણ માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોનું ઉત્પાદન કરે છે. નાના અને મધ્યમ કદના આર&સતત મોડમાં વાણિજ્યિક હાઇડ્રોજેલ ઉત્પાદન માટે ઔદ્યોગિક સિસ્ટમો માટે ડી અને પાયલોટ અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ, Hielscher Ultrasonics તમારી પ્રક્રિયા આવશ્યકતાઓને આવરી લે છે.
ઔદ્યોગિક-ગ્રેડ અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ ખૂબ જ ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર વિતરિત કરી શકે છે, જે વિશ્વસનીય ક્રોસ-લિંકિંગ અને પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાઓ અને નેનો કણોના સમાન વિક્ષેપ માટે પરવાનગી આપે છે. 24/7/365 ઓપરેશનમાં 200µm સુધીના કંપનવિસ્તાર સરળતાથી સતત ચલાવી શકાય છે. ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર માટે, કસ્ટમાઇઝ્ડ અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ્સ ઉપલબ્ધ છે.

વધારાની તકનીકી માહિતી, કિંમતો અને બિન-પ્રતિબંધિત અવતરણ માટે આજે જ અમને પૂછો. અમારો લાંબા સમયથી અનુભવી સ્ટાફ તમારી સલાહ લઈને ખુશ છે!
નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે: