Hielscher Ultrasonics
Bit će nam drago razgovarati o vašem procesu.
Nazovite nas: +49 3328 437-420
Pošaljite nam e-mail: info@hielscher.com

Povoljna proizvodnja hidrogela putem ultrazvučne obrade

Sonikacija je vrlo učinkovita, pouzdana i jednostavna tehnika za pripremu hidrogelova visokih performansi. Ovi hidrogelovi nude izvrsna svojstva materijala kao što su apsorpcijski kapaciteti, viskoelastičnost, mehanička čvrstoća, kompresijski modul i funkcije samozacjeljivanja.

Ultrazvučna polimerizacija i disperzija za proizvodnju hidrogela

Ultrasonication se koristi za pokretanje unakrsnog povezivanja i polimerizacije tijekom proizvodnje hidrogela. Ultrazvučna disperzija koristi se za raspodjelu nanočestica u hidrogelovima.Hidrogeli su hidrofilne, trodimenzionalne polimerne mreže koje mogu apsorbirati velike količine vode ili tekućina. Hidrogeli pokazuju izvanrednu sposobnost bubrenja. Uobičajeni građevni blokovi hidrogelova uključuju polivinil alkohol, polietilen glikol, natrijev poliakrilat, akrilatne polimere, karbomere, polisaharide ili polipeptide s velikim brojem hidrofilnih skupina i prirodne proteine kao što su kolagen, želatina i fibrin.
Takozvani hibridni hidrogelovi sastoje se od različitih kemijski, funkcionalno i morfološki različitih materijala, kao što su proteini, peptidi ili nano-/mikrostrukture.
Ultrazvučna disperzija naširoko se koristi kao vrlo učinkovita i pouzdana tehnika za homogeniziranje nanomaterijala kao što su ugljikove nanocijevi (CNT, MWCNT, SWCNT), celulozni nanokristali, hitinska nanovlakna, titanijev dioksid, nanočestice srebra, proteini i druge mikronske ili nanostrukture u polimernu matricu hidrogelova. To čini sonikaciju glavnim alatom za proizvodnju hidrogelova visokih performansi izvanrednih kvaliteta.

Zahtjev za informacije




Imajte na umu naše politika privatnosti.




Ultrazvučna kavitacija potiče umrežavanje i polimerizaciju tijekom sinteze hidrogela. Ultrazvučna disperzija olakšava jednoliku distribuciju nanomaterijala za proizvodnju hibridnog hidrogela.

Ultrazvučni uređaj UIP1000hdT sa staklenim reaktorom za sintezu hidrogela

Što istraživanja pokazuju – Ultrazvučna priprema hidrogela

Ultrazvučno sintetizirane hidrogel kapsulePrvo, ultrazvučna obrada potiče polimerizaciju i reakcije unakrsnog povezivanja tijekom formiranja hidrogela.
Drugo, ultrazvuk se pokazao kao pouzdana i učinkovita tehnika disperzije za proizvodnju hidrogelova i nanokompozitnih hidrogelova.

Ultrazvučno umrežavanje i polimerizacija hidrogelova

Ultrasonication pomaže u stvaranju polimernih mreža tijekom sinteze hidrogela putem stvaranja slobodnih radikala. Intenzivni ultrazvučni valovi stvaraju akustičnu kavitaciju koja uzrokuje velike smične sile, molekularno smicanje i stvaranje slobodnih radikala.

Cass i sur. (2010.) pripremili su nekoliko „akrilnih hidrogelova pripremljenih ultrazvučnom polimerizacijom monomera i makromonomera topivih u vodi. Ultrazvuk je korišten za stvaranje inicirajućih radikala u viskoznim vodenim otopinama monomera uz pomoć aditiva glicerola, sorbitola ili glukoze u otvorenom sustavu na 37°C. Aditivi topljivi u vodi bili su bitni za proizvodnju hidrogela, a glicerol je najučinkovitiji. Hidrogeli su pripremljeni od monomera 2-hidroksietil metakrilata, poli(etilen glikol) dimetakrilata, dekstran metakrilata, akrilne kiseline/etilen glikol dimetakrilata i akrilamida/bis-akrilamida.” [Cass et al. 2010] Utvrđeno je da je primjena ultrazvuka pomoću sonde ultrasonicator učinkovita metoda za polimerizaciju vodotopivih vinilnih monomera i kasniju pripremu hidrogelova. Ultrazvučno inicirana polimerizacija događa se brzo u nedostatku kemijskog inicijatora.
Cijeli protokol studije pronađite ovdje!
 

Ultrazvučna disperzija silicijevog dioksida: Hielscher ultrazvučni homogenizator UP400S brzo i učinkovito raspršuje prah silicijevog dioksida u pojedinačne nano čestice.

Raspršivanje pirjanog silicija u vodi pomoću UP400S

Video sličica

Ultrazvučna disperzija

  • nanočestice, npr. TiO2
  • ugljikove nanocijevi (CNT)
  • nanokristali celuloze (CNC)
  • celulozne nanofibrile
  • gume, npr. ksantan, guma sjemenki kadulje
  • bjelančevine

Pročitajte više o ultrazvučnoj sintezi nanokompozitnih hidrogelova i nanogela!

Ultrazvučna disperzija nano-silika: Hielscher ultrazvučni homogenizator UP400St raspršuje nanočestice silicija brzo i učinkovito u jednoliku nano-disperziju.

Ultrazvučna disperzija nano-silika pomoću ultrazvučnog uređaja UP400St

Video sličica

Formiranje hidrogela putem ultrazvučno potpomognute gelacije pomoću ultrazvučnog uređaja UP100H

Formiranje hidrogela putem ultrazvučno potpomognute gelacije pomoću ultrazvuk UP100H
(Studija i film: Rutgeerts et al., 2019.)

Zahtjev za informacije




Imajte na umu naše politika privatnosti.




Ultrazvučna obrada je kompatibilna sa svim vrstama polimera i biopolimera i omogućuje ojačanje hibridnih hidrogelova s nanostrukturiranim materijalima kao što su nanočestice, nanokristali ili nanovlakna. Ojačanje hidrogelova različitim nanomaterijalima omogućuje modificiranje i kontrolu fizikalno-kemijskih i reomehaničkih svojstava nanokompozitnih hidrogelova, budući da su mikrostrukture ključni čimbenik za dobivena svojstva materijala.

Ultrasonication se primjenjuje za proizvodnju hidrogelova visokih performansi koji sadrže nanomaterijale

SEM hidrogela poli(akrilamid-ko-itakonske kiseline) koji sadrži MWCNT. MWCNT su ultrazvučno raspršeni pomoću ultrazvučnog uređaja UP200S.
studija i slika: Mohammadinezhada et al., 2018

Proizvodnja poli(akrilamid-ko-itakonske kiseline) – MWCNT hidrogel korištenjem sonikacije

Mohammadinezhada i dr. (2018.) uspješno su proizveli superupijajući hidrogel kompozit koji sadrži poli(akrilamid-ko-itakonsku kiselinu) i ugljikove nanocijevi s više stijenki (MWCNT). Ultrazvuk je obavljen ultrazvučnim uređajem Hielscher UP200SStabilnost hidrogela povećavala se s povećanjem omjera MWCNT, što se može pripisati hidrofobnoj prirodi MWCNT kao i povećanju gustoće umreživača. Kapacitet zadržavanja vode (WRC) P(AAm-co-IA) hidrogela također je povećan u prisutnosti MWCNT (10 wt%). U ovoj studiji, učinci ultrazvučne obrade ocijenjeni su superiornima u odnosu na jednoliku distribuciju ugljikovih nanocijevi na površini polimera. MWCNT su bili netaknuti bez ikakvih prekida u polimernoj strukturi. Dodatno, povećana je čvrstoća dobivenog nanokompozita i njegova sposobnost zadržavanja vode te apsorpcija drugih topivih materijala poput Pb (II). Sonikacija je razbila inicijator i raspršila MWCNT kao izvrsno punilo u polimernim lancima pod rastućom temperaturom.
Istraživači zaključuju da se ovi “uvjeti reakcije ne mogu postići konvencionalnim metodama, te se ne može postići homogenost i dobra disperzija čestica u domaćinu. Osim toga, proces ultrazvuka razdvaja nanočestice u jednu česticu, dok miješanje to ne može učiniti. Drugi mehanizam za smanjenje veličine je učinak snažnih akustičnih valova na sekundarne veze kao što je vodikova veza pri čemu ovo zračenje prekida H-vezu čestica, a zatim disocira agregirane čestice i povećava broj slobodnih adsorpcijskih skupina kao što su -OH i pristupačnost. Dakle, ovaj važan događaj čini proces sonikacije superiornijom metodom u odnosu na druge poput magnetskog miješanja koje se primjenjuje u literaturi.” [Mohammadinezhada et al., 2018.]

Ultrazvučni uređaji visokih performansi za sintezu hidrogela

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučnu opremu visokih performansi za sintezu hidrogelova. Od malih i srednjih R&D i pilot ultrasonicators do industrijskih sustava za komercijalnu proizvodnju hidrogela u kontinuiranom načinu rada, Hielscher Ultrasonics pokriva vaše procesne zahtjeve.
Industrijski ultrazvučni uređaji mogu isporučiti vrlo visoke amplitude, koje omogućuju pouzdano unakrsno povezivanje i reakcije polimerizacije te jednoliku disperziju nano čestica. Amplitude do 200 µm mogu se lako neprekidno izvoditi u radu 24/7/365. Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode.

Zašto Hielscher Ultrasonics?

  • visoka efikasnost
  • Najnovija tehnologija
  • pouzdanost & robusnost
  • serija & u redu
  • za bilo koji volumen
  • inteligentni softver
  • pametne značajke (npr. protokoliranje podataka)
  • CIP (čišćenje na mjestu)

Pitajte nas danas za dodatne tehničke informacije, cijene i neobvezujuću ponudu. Naše dugogodišnje iskusno osoblje rado će vas konzultirati!
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Volumen serije Protok Preporučeni uređaji
1 do 500 ml 10 do 200 ml/min UP100H
10 do 2000 ml 20 do 400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10 do 100l 2 do 10L/min UIP4000hdT
na 10 do 100L/min UIP16000
na veći klaster od UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Pitajte za više informacija

Molimo upotrijebite donji obrazac kako biste zatražili dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, primjeni i cijeni. Bit će nam drago razgovarati s vama o vašem procesu i ponuditi vam ultrazvučni sustav koji odgovara vašim zahtjevima!









Imajte na umu naše politika privatnosti.




Hielscher SonoStation olakšava sonikaciju serija srednje veličine pomoću reaktora s protočnom ćelijom.
Kompaktni SonoStation kombinira spremnik s miješalicom od 38 litara s podesivom progresivnom pumpom koja može unijeti 3 litre u minuti u jedan ili dva reaktora ultrazvučnih protočnih ćelija.

Ultrazvučna stanica za miješanje - SonoStation s 2 x 2000 W homogenizatora

Video sličica

Ultrazvučni homogenizatori visokog smicanja koriste se u laboratorijskoj, stolnoj, pilotskoj i industrijskoj obradi.

Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za aplikacije miješanja, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.



Činjenice koje vrijedi znati

Za što se koriste hidrogeli?

Hidrogeli se koriste u mnogim industrijama kao što je farmacija za isporuku lijekova (npr. s vremenskim otpuštanjem, oralno, intravenozno, lokalno ili rektalno davanje lijekova), medicini (npr. kao skele u tkivnom inženjeringu, implantati za grudi, biomehanički materijal, zavoji za rane), kozmetici proizvodi, proizvodi za njegu (npr. kontaktne leće, pelene, higijenski ulošci), poljoprivreda (npr. za formulacije pesticida, granule za zadržavanje vlage u tlu u sušnim područjima), istraživanje materijala kao funkcionalni polimeri (npr. vodeni gel eksplozivi, inkapsulacija kvantnih točaka, termodinamički elektricitet generacija), odvodnjavanje ugljena, umjetni snijeg, prehrambeni aditivi i drugi proizvodi (npr. ljepilo).

Klasifikacija hidrogelova

Kada se vrši klasifikacija hidrogelova, ovisno o njihovoj fizičkoj strukturi, može se klasificirati na sljedeći način:

  • amorfni (nekristalni)
  • polukristalni: Složena mješavina amorfne i kristalne faze
  • kristalan

Kad je riječ o polimernom sastavu, hidrogelovi se također mogu klasificirati u sljedeće tri kategorije:

  • homopolimerni hidrogelovi
  • kopolimerni hidrogelovi
  • multipolimerni hidrogelovi / IPN hidrogelovi

Ovisno o vrsti umrežavanja, hidrogelovi se dijele na:

  • kemijski umrežene mreže: trajni spojevi
  • fizički umrežene mreže: prolazni spojevi

Fizički izgled dovodi do klasifikacije na:

  • matrica
  • film
  • mikrosfera

Klasifikacija na temelju mrežnog električnog naboja:

  • neionski (neutralni)
  • ionski (uključujući anionski ili kationski)
  • amfoterni elektrolit (amfolitski)
  • zwitterionski (polibetaini)

Literatura / Reference


Hielscher Ultrasonics isporučuje visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore od laboratorijske do industrijske veličine.

Ultrazvuk visokih performansi! Hielscherov asortiman proizvoda pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrazvučnog uređaja preko stolnih jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava.

Bit će nam drago razgovarati o vašem procesu.

Stupimo u kontakt.