Produksi Hidrogel Menguntungkan melalui Ultrasonication

Sonikasi adalah teknik yang sangat berkhasiat, andal, dan sederhana untuk persiapan hidrogel berkinerja tinggi. Hidrogel ini menawarkan sifat material yang sangat baik seperti kapasitas penyerapan, viskoelastikitas, kekuatan mekanis, modulus kompresi, dan fungsi penyembuhan diri.

Ultrasonic Polimerisasi dan Dispersi untuk Produksi Hidrogel

Ultrasonication is used to initiate cross-linking and polymerization during hydrogel production. Ultrasonic dispersion is used to distribute nanoparticles in hydrogels.Hidrogel adalah jaringan polimer hidrofilik tiga dimensi yang mampu menyerap air atau cairan dalam jumlah besar. Hidrogel menunjukkan kapasitas pembengkakan yang luar biasa. Blok bangunan umum hidrgel termasuk alkohol polivinil, glikol polietilena, natrium poliacrylate, polimer akrilat, karbomer, polisakarida atau polipeptida dengan jumlah kelompok hidrofilik yang tinggi, dan protein alami seperti kolagen, gelatin dan fibrin.
Apa yang disebut hidrogel hibrida terdiri dari berbagai bahan yang berbeda secara kimia, fungsional, dan morfologis, seperti protein, peptida, atau nano- / mikrostruktur.
Dispersi ultrasonik secara luas digunakan sebagai teknik nano-kristal selulosa, nanofibres kitin, titanium dioksida (CNTs, MWCNTs, SWCNTs), selulosa nano-kristal, chitin nanofibres, titanium dioksida, nanopartikel perak, protein dan mikron- atau nanostruktur lainnya ke dalam matriks polimer hidrogel. Ini menjadikan sonikasi sebagai alat utama untuk menghasilkan hidrogel berkinerja tinggi dengan kualitas luar biasa.

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


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

Ultrasonicator UIP1000hdT dengan reaktor kaca untuk sintesis hidrogel

Apa yang Ditunjukkan Penelitian – Persiapan Hidrogel Ultrasonik

Pertama, ultrasonikasi mempromosikan polimerisasi dan reaksi lintas-menghubungkan selama pembentukan hidrogel.
Kedua, ultrasonikasi telah terbukti sebagai teknik dispersi yang andal dan efektif untuk produksi hidrogel dan hidrogel nanokomposit.

Ultrasonic Cross-Linking dan Polimerisasi Hidrogel

Ultrasonication membantu pembentukan jaringan polimer selama sintesis hidrogel melalui generasi radikal bebas. Gelombang ultrasound yang intens menghasilkan kavitasi akustik yang menyebabkan gaya geser tinggi, geser molekul dan pembentukan radikal bebas.

Cass et al. (2010) menyiapkan beberapa "hidrogel akrilik disiapkan melalui polimerisasi ultrasonik monomer larut air dan makromonomer. ULTRASOUND digunakan untuk menciptakan radikal pemula dalam sousi monomer berdasi kental menggunakan aditif gliserol, sorbitol atau glukosa dalam sistem terbuka pada 37 ° C. Aditif larut dalam air sangat penting untuk produksi hidrogel, gliserol menjadi yang paling efektif. Hidrogel disiapkan dari monomers 2-hydroxyethyl methacrylate, poly(etilen glikol) dimethacrylate, dextran methacrylate, asam akrilik/ etilen glikol dimethacrylate dan akrilamida / bis-akrilamida." [Cass et al. 2010] Aplikasi ultrasound menggunakan ultrasonikator probe ditemukan sebagai metode yang efektif untuk polimerisasi monomer vinil larut air dan persiapan hidrogel berikutnya. Polimerisasi ultrasonically yang diprakarsai terjadi dengan cepat tanpa adanya inisiator kimia.

Ultrasonic Dispersion of Nano-Silica

Dispersi ultrasonik dari

  • nanopartikel, misalnya TiO2
  • nanotube karbon (CNTs)
  • nanocrystal selulosa (CNC)
  • nanofibrils selulosa
  • gusi, misalnya xanthan, permen karet biji bijak
  • Protein
Ultrasonic nano-dispersion with the ultrasonikator UP400St


Hydrogel formation via ultrasonically-assisted gelation using the ultrasonicator UP100H

Pembentukan hidrogel melalui gelation ultrasonically dibantu menggunakan ultrasonicator UP100H

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Ultrasonication kompatibel dengan semua jenis polimer dan biopolimer dan memungkinkan untuk memperkuat hidrogel hibrida dengan bahan terstruktur nano seperti nanopartikel, nanocrystals atau nanofibres. Memperkuat hidrogel dengan berbagai nanomaterial memungkinkan untuk memodifikasi dan mengontrol sifat fisikokimia dan rematik hidrogel nanokomposit, karena mikrostruktur adalah faktor kunci untuk sifat material yang diperoleh.

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

SEM dari poli (acrylamide-co-itaconic acid hydrogel yang mengandung MWCNTs. MWCNTs secara ultrasonik tersebar menggunakan ultrasonicator UP200S.
studi dan gambar: Mohammadinezhada et al., 2018

Fabrikasi Poli (asam akrilamida-co-itaconic) – MWCNT Hydrogel menggunakan Sonikasi

Mohammadinezhada et al. (2018) berhasil memproduksi komposit hidrogel superabsorbent yang mengandung poly(acrylamide-co-itaconic acid) dan multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). Ultrasonication dilakukan dengan perangkat ultrasonik Hielscher UP200S. Stabilitas hidrogel meningkat dengan meningkatnya rasio MWCNTs, yang mungkin dikaitkan dengan sifat hidrofobik DARI MWCNTs serta peningkatan kepadatan crosslinker. Kapasitas retensi air (WRC) hidrogel P(AAm-co-IA) juga ditingkatkan di hadapan MWCNT (10 wt%). Dalam penelitian ini, efek ultrasonikasi dinilai unggul dalam hal distribusi nanotube karbon yang seragam di permukaan polimer. MWCNTs utuh tanpa gangguan dalam struktur polimer. Selain itu, kekuatan nanokomposit yang diperoleh dan kapasitas retensi airnya serta penyerapan bahan larut lainnya seperti Pb (II) ditingkatkan. Sonikasi mematahkan inisiator dan membubarkan MWCNTs sebagai pengisi yang sangat baik dalam rantai polimer di bawah suhu yang meningkat.
Para peneliti menyimpulkan bahwa "kondisi reaksi ini tidak dapat dicapai melalui metode konvensional, dan homogenitas dan dispersi partikel yang baik ke dalam inang tidak dapat dicapai. Selain itu, proses sonikasi memisahkan nanopartikel menjadi partikel tunggal, sementara pengadukan tidak dapat melakukan ini. Mekanisme lain untuk pengurangan ukuran adalah efek gelombang akustik yang kuat pada ikatan sekunder seperti ikatan hidrogen yang iradiasi ini mematahkan ikatan H partikel, dan kemudian, memisahkan partikel agregat dan meningkatkan jumlah kelompok adsorptive gratis seperti -OH dan aksesibilitas. Dengan demikian, hal ini penting terjadi membuat proses sonikasi sebagai metode unggul atas yang lain seperti pengadukan magnetik yang diterapkan dalam literatur." [Mohammadinezhada dkk., 2018]

Ultrasonicators Kinerja Tinggi untuk Sintesis Hidrogel

Hielscher Ultrasonics memproduksi peralatan ultrasonik kinerja tinggi untuk sintesis hidrogel. Dari R kecil dan menengah&D dan pilot ultrasonicators ke sistem industri untuk manufaktur hidrogel komersial dalam mode kontinu, Hielscher Ultrasonics memiliki persyaratan proses Anda tercakup.
Ultrasonicators kelas industri dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi, yang memungkinkan reaksi cross-linking dan polimerisasi yang andal dan dispersi seragam partikel nano. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah dijalankan dalam operasi 24/7/365. Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrodes ultrasonik yang disesuaikan tersedia.

Mengapa Hielscher Ultrasonics?

  • efisiensi yang sangat tinggi
  • Teknologi mutakhir
  • handal & sangat kuat
  • setumpuk & inline
  • untuk volume apa pun
  • perangkat lunak cerdas
  • fitur cerdas (misalnya, protokol data)
  • CIP (bersih-di-tempat)

Tanyakan kami hari ini untuk informasi teknis tambahan, harga, dan kutipan nonkommittal. Staf kami yang sudah lama berpengalaman senang berkonsultasi dengan Anda!
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Batch Volume Flow Rate Direkomendasikan perangkat
1 hingga 500mL 10-200mL/min UP100H
10-2000mL 20 hingga 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 hingga 20L 0.2 sampai 4L/min UIP2000hdT
10 sampai 100L 2-10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 sampai 100L/menit UIP16000
n.a. kristal yang lebbig cluster UIP16000

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk meminta informasi tambahan tentang prosesor ultrasonik, aplikasi dan harga. Kami akan senang untuk mendiskusikan proses Anda dengan Anda dan menawarkan sistem ultrasonik yang memenuhi kebutuhan Anda!









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


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

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi pada laboratorium, pilot dan skala industri.

Literatur/referensi



Fakta-fakta yang Patut Diketahui

Untuk apa Hidrogel digunakan?

Hidrogel digunakan di banyak industri seperti di farmasi untuk pengiriman obat (misalnya dilepaskan waktu, oral, pengiriman obat intravena, topikal atau rektal), obat (misalnya perancah dalam rekayasa jaringan, implan payudara, bahan biomekanik, pembalut luka), produk kosmetik, produk perawatan (misalnya lensa kontak, popok, pembalut wanita), pertanian (misalnya untuk formulasi pestisida, butiran untuk menahan kelembaban tanah di daerah kering), penelitian material sebagai polimer fungsional (misalnya untuk formulasi pestisida, butiran untuk menahan kelembaban tanah di daerah kering), penelitian material sebagai polimer fungsional (misalnya untuk formulasi pestisida, butiran untuk menahan kelembaban tanah di daerah kering), penelitian material sebagai polimer fungsional (misalnya untuk formulasi pestisida, butiran untuk menahan kelembaban tanah di daerah kering), penelitian material sebagai polimer fungsional (misalnya untuk formulasi pestisida, butiran untuk menahan kelembaban tanah di daerah kering), penelitian material sebagai polimer fungsional (misalnya untuk formulasi pestisida, butiran untuk menahan kelembaban tanah di daerah kering), penelitian material sebagai polimer fungsional (misalnya untuk formulasi pestisida, butiran untuk menahan kelembaban tanah di daerah kering), penelitian material sebagai polimer fungsional , enkapsulasi titik kuantum, pembangkit listrik termodinamika), dewatering batubara, salju buatan, aditif makanan, dan produk lainnya (misalnya, lem).

Klasifikasi Hidrogel

Ketika klasifikasi hidrogel dibuat tergantung pada struktur fisik mereka dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

  • amorf (non-kristal)
  • semikristallin: Campuran kompleks fase amorf dan kristal
  • kristal

Ketika difokuskan pada komposisi polimer, hidrogel juga dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kategori berikut:

  • hidrogel homopolimer
  • hidrogel kopolimerik
  • hidrogel multipolimerik / hidrogel IPN

Berdasarkan jenis crosslinking, hidrogel diklasifikasikan ke dalam:

  • jaringan yang dilintasi secara kimia: persimpangan permanen
  • jaringan yang dilintasi secara fisik: persimpangan sementara

Penampilan fisik mengarah ke klasifikasi ke dalam:

  • Matriks
  • Film
  • mikrosfer

Klasifikasi berdasarkan muatan listrik jaringan:

  • nonionik (netral)
  • ionik (termasuk anionik atau kationik)
  • elektrolit amphoterik (ampholytic)
  • zwitterionic (polibetaines)

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

Ultrasonik kinerja tinggi! Rangkaian produk Hielscher mencakup spektrum penuh dari ultrasonikator lab kompak di atas unit bench-top hingga sistem ultrasonik industri penuh.