Հիդրոգելի ձեռնտու արտադրություն ուլտրաձայնային եղանակով
Sonication-ը բարձր արդյունավետությամբ հիդրոգելների պատրաստման բարձր արդյունավետ, հուսալի և պարզ տեխնիկա է: Այս հիդրոգելներն առաջարկում են նյութի հիանալի հատկություններ, ինչպիսիք են կլանման կարողությունները, մածուցիկության առաձգականությունը, մեխանիկական ուժը, սեղմման մոդուլը և ինքնաբուժման գործառույթները:
Ուլտրաձայնային պոլիմերացում և ցրում հիդրոգելի արտադրության համար
Հիդրոգելները հիդրոֆիլ, եռաչափ պոլիմերային ցանցեր են, որոնք ունակ են կլանել մեծ քանակությամբ ջուր կամ հեղուկներ։ Հիդրոգելները ցուցաբերում են արտասովոր ուռող հզորություն: Հիդրգելների ընդհանուր շինանյութերը ներառում են պոլիվինիլ սպիրտ, պոլիէթիլեն գլիկոլ, նատրիումի պոլիակրիլատ, ակրիլատային պոլիմերներ, կարբոմերներ, պոլիսախարիդներ կամ պոլիպեպտիդներ՝ մեծ քանակությամբ հիդրոֆիլ խմբերով և բնական սպիտակուցներ, ինչպիսիք են կոլագենը, ժելատինը և ֆիբրինը:
Այսպես կոչված հիբրիդային հիդրոգելները բաղկացած են տարբեր քիմիական, ֆունկցիոնալ և մորֆոլոգիապես տարբեր նյութերից, ինչպիսիք են սպիտակուցները, պեպտիդները կամ նանո-/ միկրոկառուցվածքները:
Ուլտրաձայնային ցրումը լայնորեն օգտագործվում է որպես նանո-նյութերի միատարրացման համար բարձր արդյունավետ և հուսալի տեխնիկա, ինչպիսիք են ածխածնային նանոխողովակները (CNTs, MWCNTs, SWCNTs), ցելյուլոզային նանո-բյուրեղները, քիտինի նանոմանրաթելերը, տիտանի երկօքսիդը, արծաթի նանոմասնիկները, սպիտակուցները և այլ միկրոկառուցվածքները: հիդրոգելների պոլիմերային մատրիցում: Սա դարձնում է sonication-ը որպես հիմնական գործիք՝ արտասովոր որակներով բարձր արդյունավետությամբ հիդրոգելներ արտադրելու համար:
Ուլտրաձայնային սարք UIP1000hdT ապակե ռեակտորով հիդրոգելի սինթեզի համար
Ինչ է ցույց տալիս հետազոտությունը – Ուլտրաձայնային հիդրոգելի պատրաստում
Նախ, ուլտրաձայնայինացումը խթանում է պոլիմերացման և խաչաձև կապի ռեակցիաները հիդրոգելի ձևավորման ժամանակ:
Երկրորդը, ուլտրաձայնայինացումն ապացուցված է որպես հիդրոգելների և նանոկոմպոզիտային հիդրոգելների արտադրության հուսալի և արդյունավետ ցրման տեխնիկա:
Հիդրոգելների ուլտրաձայնային խաչաձև կապ և պոլիմերացում
Ultrasonication-ը օգնում է պոլիմերային ցանցերի ձևավորմանը հիդրոգելի սինթեզի ընթացքում ազատ ռադիկալների առաջացման միջոցով: Ուլտրաձայնային ինտենսիվ ալիքները առաջացնում են ակուստիկ կավիտացիա, որն առաջացնում է բարձր կտրվածքային ուժեր, մոլեկուլային կտրում և ազատ ռադիկալների ձևավորում:
Cass et al. (2010) պատրաստվել են մի քանի «ակրիլային հիդրոգելներ պատրաստվել են ջրում լուծվող մոնոմերների և մակրոմոնոմերների ուլտրաձայնային պոլիմերացման միջոցով: Ուլտրաձայնը օգտագործվել է մածուցիկ ջրային մոնոմերային լուծույթներում սկզբնավորող ռադիկալներ ստեղծելու համար՝ օգտագործելով գլիցերին, սորբիտոլ կամ գլյուկոզա հավելումները բաց համակարգում 37°C ջերմաստիճանում: Ջրում լուծվող հավելումները կարևոր էին հիդրոգելի արտադրության համար, իսկ գլիցերինը ամենաարդյունավետն էր: Հիդրոգելները պատրաստվել են մոնոմերներից՝ 2-հիդրօքսիէթիլմետակրիլատ, պոլի(էթիլենգլիկոլ) դիմետակրիլատ, դեքստրան մետակրիլատ, ակրիլաթթու/էթիլենգլիկոլ դիմետակրիլատ և ակրիլամիդ/բիս-ակրիլամիդ»։ [Cass et al. 2010] Ուլտրաձայնային կիրառումը, օգտագործելով զոնդ ուլտրաձայնային սարք, պարզվեց, որ արդյունավետ մեթոդ է ջրում լուծվող վինիլային մոնոմերների պոլիմերացման և հետագա հիդրոգելների պատրաստման համար: Ուլտրաձայնային նախաձեռնված պոլիմերացումը արագ է տեղի ունենում քիմիական նախաձեռնողի բացակայության դեպքում:
Գտեք ուսումնասիրության ամբողջական արձանագրությունը այստեղ:
- նանոմասնիկներ, օրինակ՝ TiO2
- ածխածնային նանոխողովակներ (CNTs)
- Ցելյուլոզային նանոբյուրեղներ (CNC)
- ցելյուլոզային նանոֆիբրիլներ
- մաստակներ, օրինակ՝ քսանթան, եղեսպակի սերմի մաստակ
- սպիտակուցներ
Կարդացեք ավելին նանոկոմպոզիտային հիդրոգելների և նանոգելների ուլտրաձայնային սինթեզի մասին:
Հիդրոգելի ձևավորումը ուլտրաձայնային օգնությամբ ժելացիայի միջոցով՝ օգտագործելով ուլտրաձայնային սարք UP100H (Ուսումնասիրություն և ֆիլմ. Ռուտգերթս և այլք, 2019)
MWCNT պարունակող պոլի(ակրիլամիդ-կո-իտակոնիկ թթու հիդրոգելի SEM): The MWCNT-ները ուլտրաձայնային կերպով ցրվել են ուլտրաձայնային սարքի միջոցով: UP200S.
ուսումնասիրություն և նկար՝ Մոհամմադինեժադա և այլք, 2018թ
Պոլի (ակրիլամիդ-կո-իտակոնաթթու) արտադրություն – MWCNT Hydrogel օգտագործելով Sonication
Մոհամադինեժադան և այլք: (2018) հաջողությամբ արտադրել է գերներծծող հիդրոգելային կոմպոզիտ, որը պարունակում է պոլի(ակրիլամիդ-կո-իտակոնաթթու) և բազմապատ ածխածնային նանոխողովակներ (MWCNTs): Ուլտրաձայնային հետազոտությունը կատարվել է Hielscher ուլտրաձայնային սարքով UP200S.Հիդրոգելի կայունությունը մեծացել է MWCNT-ների գործակիցների աճով, ինչը կարող է վերագրվել MWCNT-ների հիդրոֆոբ բնույթին, ինչպես նաև խաչաձև կապի խտության ավելացմանը: P(AAm-co-IA) հիդրոգելի ջրի պահպանման հզորությունը (WRC) նույնպես ավելացել է MWCNT-ի առկայության դեպքում (10 wt%): Այս ուսումնասիրության մեջ ուլտրաձայնային ազդեցության ազդեցությունը գնահատվել է ավելի բարձր՝ պոլիմերային մակերեսի վրա ածխածնային նանոխողովակների միասնական բաշխման առումով: MWCNT-ները անձեռնմխելի էին առանց պոլիմերային կառուցվածքի որևէ ընդհատման: Բացի այդ, ավելացել է ստացված նանոկոմպոզիտի ուժը և ջրի պահպանման կարողությունը և այլ լուծվող նյութերի կլանումը, ինչպիսին է Pb (II): Sonication-ը կոտրեց նախաձեռնիչը և ցրեց MWCNT-ները՝ որպես գերազանց լցոնիչ պոլիմերային շղթաներում՝ ջերմաստիճանի բարձրացման պայմաններում:
Հետազոտողները եզրակացնում են, որ այս «ռեակցիայի պայմանները հնարավոր չէ հասնել սովորական մեթոդների միջոցով, և հնարավոր չէ հասնել մասնիկների միատարրությանը և լավ ցրմանը հյուրընկալողի մեջ: Բացի այդ, sonication գործընթացը բաժանում է նանոմասնիկները մեկ մասնիկի, մինչդեռ խառնելով դա չի կարող անել: Չափի կրճատման մեկ այլ մեխանիզմ է հզոր ակուստիկ ալիքների ազդեցությունը երկրորդական կապերի վրա, ինչպիսին է ջրածնային կապը, որը այս ճառագայթումը խախտում է մասնիկների H-կապը և հետագայում տարանջատում ագրեգացված մասնիկները և ավելացնում ազատ կլանող խմբերի քանակը, ինչպիսիք են -OH և մատչելիությունը։ Այսպիսով, այս կարևոր իրադարձությունը դարձնում է ձայնային պրոցեսը որպես մյուսների նկատմամբ գերազանց մեթոդ, ինչպիսին է գրականության մեջ կիրառվող մագնիսական խառնումը»: [Mohammadinezhada et al., 2018]
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնիչներ հիդրոգելի սինթեզի համար
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային սարքավորում՝ հիդրոգելների սինթեզի համար: Փոքր և միջին չափսերից Ռ&D և փորձնական ուլտրաձայնային սարքեր արդյունաբերական համակարգերի համար՝ շարունակական ռեժիմով հիդրոգելի արտադրության համար, Hielscher Ultrasonics-ը ծածկում է ձեր գործընթացի պահանջները:
Արդյունաբերական կարգի ուլտրաձայնային սարքերը կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ, որոնք թույլ են տալիս հուսալի խաչաձև կապակցում և պոլիմերացման ռեակցիաներ և նանո մասնիկների միատեսակ ցրում: Մինչև 200 մկմ ամպլիտուդները հեշտությամբ կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7/365 ռեժիմով: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար մատչելի են հարմարեցված ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ:
- բարձր արդյունավետություն
- գերժամանակակից տեխնոլոգիա
- հուսալիություն & ամրություն
- խմբաքանակ & ներդիր
- ցանկացած ծավալի համար
- խելացի ծրագրակազմ
- խելացի գործառույթներ (օրինակ՝ տվյալների արձանագրություն)
- CIP (մաքուր տեղում)
Հարցրեք մեզ այսօր լրացուցիչ տեխնիկական տեղեկատվության, գնագոյացման և չպարտավորվող գնանշման համար: Մեր երկարամյա փորձառու անձնակազմը ուրախ է ձեզ հետ խորհրդակցել:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Կոմպակտ SonoStation-ը համատեղում է 38 լիտր ծավալով հուզված բաքը կարգավորվող առաջադեմ խոռոչի պոմպի հետ, որը կարող է րոպեում 3 լիտր սնուցել մեկ կամ երկու ուլտրաձայնային հոսքի բջջային ռեակտորների մեջ:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբով կիրառական կիրառությունների խառնուրդի, ցրման, էմուլսացման և արդյունահանման համար:
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ինչի համար են օգտագործվում հիդրոգելները:
Հիդրոգելներն օգտագործվում են բազմաթիվ արդյունաբերություններում, ինչպիսիք են դեղագործությունը դեղերի առաքման համար (օր.՝ ժամանակով թողարկված, բանավոր, ներերակային, տեղային կամ ուղիղ աղիքային դեղերի առաքում), բժշկության մեջ (օրինակ՝ որպես փայտամածներ հյուսվածքների ճարտարագիտության մեջ, կրծքագեղձի իմպլանտներ, կենսամեխանիկական նյութեր, վերքերի վիրակապեր), կոսմետիկա։ ապրանքներ, խնամքի միջոցներ (օրինակ՝ կոնտակտային ոսպնյակներ, տակդիրներ, հիգիենիկ անձեռոցիկներ), գյուղատնտեսություն (օրինակ՝ թունաքիմիկատների ձևակերպումներ, հատիկներ՝ հողի խոնավությունը չոր վայրերում պահելու համար), նյութերի հետազոտություն՝ որպես ֆունկցիոնալ պոլիմերներ (օրինակ՝ ջրի գելային պայթուցիկներ, քվանտային կետերի պարկուճ, թերմոդինամիկ էլեկտրականություն արտադրություն), ածխի ջրազրկում, արհեստական ձյուն, սննդային հավելումներ և այլ ապրանքներ (օրինակ՝ սոսինձ):
Հիդրոգելների դասակարգում
Երբ հիդրոգելների դասակարգումը կատարվում է կախված նրանց ֆիզիկական կառուցվածքից, կարելի է դասակարգել հետևյալ կերպ.
- ամորֆ (ոչ բյուրեղային)
- կիսաբյուրեղ: Ամորֆ և բյուրեղային փուլերի բարդ խառնուրդ
- բյուրեղային
Երբ կենտրոնացած է պոլիմերային կազմի վրա, հիդրոգելները կարող են դասակարգվել նաև հետևյալ երեք կատեգորիաների.
- հոմոպոլիմերային հիդրոգելներ
- համապոլիմերային հիդրոգելներ
- բազմապոլիմերային հիդրոգելներ / IPN հիդրոգելներ
Կախված խաչաձև կապի տեսակից, հիդրոգելները դասակարգվում են.
- քիմիապես խաչաձեւ կապակցված ցանցեր՝ մշտական հանգույցներ
- ֆիզիկապես խաչաձեւ կապակցված ցանցեր. անցողիկ հանգույցներ
Ֆիզիկական տեսքը հանգեցնում է դասակարգման.
- մատրիցա
- ֆիլմ
- միկրոսֆերա
Դասակարգում ըստ ցանցի էլեկտրական լիցքի.
- ոչ իոնային (չեզոք)
- իոնային (ներառյալ անիոնային կամ կատիոնային)
- ամֆոտերային էլեկտրոլիտ (ամֆոլիտիկ)
- Ցվիտերիոնիկ (պոլիբետաիններ)
Գրականություն / Հղումներ
- Mohammadinezhada, Alireza; Marandi, Gholam Bagheri; Farsadrooh, Majid; Javadian, Hamedreza (2018): Synthesis of poly(acrylamide-co-itaconic acid)/MWCNTs superabsorbent hydrogel nanocomposite by ultrasound-assisted technique: Swelling behavior and Pb (II) adsorption capacity. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 49, 2018. 1-12.
- Cass, Peter; Knower, Warren; Pereeia, Eliana; Holmes, Natalie P.; Hughes Tim (2010): Preparation of hydrogels via ultrasonic polymerization. Ultrasonics Sonochemistry Volume 17, Issue 2, February 2010. 326-332.
- Willfahrt, A., Steiner, E., Hoetzel, J., Crispin, X. (2019): Printable acid-modified corn starch as non-toxic, disposable hydrogel-polymer electrolyte in supercapacitors. Applied Physics A, 125(7), 474.
- Butylina, Svetlana; Geng, Shiyu; Laatikainen, Katri; Oksman, Kristiina (2020): Cellulose Nanocomposite Hydrogels: From Formulation to Material Properties. Frontiers in Chemistry, Vol. 8, 655, 2020.
- Rutgeerts, Laurens A. J.; Soultan, Al Halifa; Subramani, Ramesh; Toprakhisar, Burak; Ramon, Herman; Paderes, Monissa C.; De Borggraeve, Wim M.; Patterson, Jennifer (2019): Robust scalable synthesis of a bis-urea derivative forming thixotropic and cytocompatible supramolecular hydrogels. Chemical Communications Issue 51, 2019.
- Oleyaei, Seyed Amir; Razavi, Seyed Mohammad Ali; Mikkonen, Kirsi S. (2018): Physicochemical and rheo-mechanical properties of titanium dioxide reinforced sage seed gum nanohybrid hydrogel. International Journal of Biological Macromolecules Vol. 118, Part A, 2018. 661-670.
Բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային սարքավորումներ: Hielscher-ի արտադրանքի տեսականին ընդգրկում է ամբողջ սպեկտրը՝ սկսած կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքից մինչև նստարանային սարքերի վրա տեղադրված լիարժեք արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգեր: