超音波による有利なハイドロゲルの生産

超音波処理は、高性能ヒドロゲルの調製のための非常に有効性、信頼性の高い、簡単な技術です。これらのヒドロゲルは、吸収能力、粘弾性、機械的強度、圧縮率、および自己治癒機能性などの優れた材料特性を提供します。

水素ゲル製造のための超音波重合と分散

Ultrasonication is used to initiate cross-linking and polymerization during hydrogel production. Ultrasonic dispersion is used to distribute nanoparticles in hydrogels.ヒドロゲルは、水や流体を大量に吸収することができる親水性の三次元ポリマーネットワークです。ヒドロゲルは異常な腫脹能力を示す。一般的なハイドゲルの構成要素には、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸ポリマー、カルボマー、多糖または多級親水性基を有するポリペプチド、およびコラーゲン、ゼラチンおよびフィブリンなどの天然タンパク質が含まれる。
いわゆるハイブリッドハイドロゲルは、タンパク質、ペプチド、またはナノ/微細構造などの様々な化学的、機能的、および形態学的に異なる材料で構成されています。
超音波分散液は、カーボンナノチューブ(CNT、MWCNT、SWCNT)、セルロースナノ結晶、キチンナノファイバー、二酸化チタン、銀ナノ粒子、タンパク質および他のミクロンまたはナノ構造などのナノ材料を水素化物のポリマーマトリックスに均質化する高効率で信頼性の高い技術として広く使用されています。これは、超音波処理は、並外れた資質を持つ高性能ヒドロゲルを生成するための主要なツールになります。

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

超音波装置 UIP1000hdT ヒドロゲル合成用ガラス反応器付き

研究が示すもの – 超音波ハイドロゲル調製

まず、超音波処理は、ヒドロゲル形成中の重合および架橋反応を促進する。
第二に、超音波は、ヒドロゲルおよびナノ複合ヒドロゲルの製造のための信頼性の高い、効果的な分散技術として証明されています。

ヒドロゲルの超音波架橋と重合

超音波処理は、フリーラジカル生成を介してヒドロゲル合成中のポリマーネットワークの形成を支援します。激しい超音波は、高剪断力、分子剪断およびフリーラジカル形成を引き起こす音響キャビテーションを生成します。

Cass et al. (2010) いくつかの「アクリルヒドロゲルを調製した水溶性モノマーおよびマクロモノマーの超音波重合を介して調製した。超音波は、37°Cで開いたシステムでグリセロール、ソルビトールまたはグルコースの添加物を使用して粘性水性モノマーの溶解でラジカルを作成するために使用されました。 水溶性添加剤はヒドロゲルの生産に必須であり、グリセロールが最も効果的である。ヒドロゲルは、モノマー2-ヒドロキジエチルメタクリレート、ポリ(エチレングリコール)ジメチサクリレート、デキストランメタクリレート、アクリル酸/エチレングリコールジメタクリレートおよびアクリルアミド/ビスアクリルアミドから調製した。[キャスら 2010]プローブ超音波処理器を用いた超音波アプリケーションは、水溶性ビニルモノマーの重合およびその後のヒドロゲルの調製に有効な方法であることが判明した。超音波開始重合は、化学開始者の不在時に急速に発生します。

フュームドシリカの超音波分散:ヒールシャー超音波ホモジナイザーUP400Sは、単一のナノ粒子に迅速かつ効率的にシリカ粉末を分散させます。

UP400Sを使用して水中にフューメドシリシアを分散させる

の超音波分散

  • ナノ粒子、例えばTiO2
  • カーボンナノチューブ(CNT)
  • セルロースナノ結晶(CNC)
  • セルロースナノフィブリル
  • ガム、例えばキサンタン、セージシードガム
  • タンパク質
ビデオは、ヒドロゲルの生産のための超音波分散器UP400STを示しています。超音波処理は、ナノ分散液を生成し、高性能ヒドロゲルの合成を促進するための効率的な技術です。

超音波式の超音波式のナノ分散器UP400ST

 

Hydrogel formation via ultrasonically-assisted gelation using the ultrasonicator UP100H

超音波支援ゲル化によるヒドロゲル形成 超音波処理器 UP100H

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超音波は、ポリマーやバイオポリマーのすべての種類と互換性があり、ナノ粒子、ナノ結晶やナノファイバーなどのナノ構造材料とハイブリッドヒドロゲルを強化することができます。種々のナノ材料を用いたヒドロゲルの補強は、ナノコンポジットハイドロゲルの物理化学的およびレオメカニカル特性を修正および制御することを可能にする。

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

ポリのSEM(MWCNTを含むアクリルアミド-コイタコン酸ヒドロゲル。MWCNTは超音波式を用いて超音波分散した UP200S
研究と写真: モハマディネザダら, 2018

ポリ(アクリルアミド共イタコン酸)の製造 – 超音波処理を使用したMWCNTハイドロゲル

Mohammadinezhadaら(2018)は、ポリ(アクリルアミド-コイタコン酸)と多層カーボンナノチューブ(MWCNT)を含む超吸収性ヒドロゲル複合材料の製造に成功した。超音波は、ヒールシャー超音波装置で行われました UP200S.MWCNT比の増加に伴いヒドロゲルの安定性が増加し、MWCNTの疎水性の性質と架橋密度の増加に起因する可能性があります。また、MWCNT(10重量%)の存在下で、P(AAm-Co-IA)ヒドロゲルの保水容量(WRC)も増加した。本研究では、ポリマー表面上のカーボンナノチューブの均一分布に関して超音波の効果が優れていると評価された。MWCNTは、ポリマー構造に中断することなくそのままであった。さらに、得られたナノコンポジットの強度とその保水能力およびPb(II)のような他の可溶性物質の吸収が増加した。超音波処理は、開始剤を破り、上昇温度の下でポリマー鎖に優れた充填剤としてMWCNTを分散させた。
研究者たちは、これらの「反応条件は従来の方法では達成できず、均質で宿主への粒子の良好な分散は達成できない」と結論付けている。さらに、超音波処理プロセスはナノ粒子を単一粒子に分離し、攪拌はこれを行うことはできません。サイズ縮小のもう一つのメカニズムは、この照射が粒子のH結合を破壊する水素結合のような二次結合に対する強力な音響波の影響であり、その後、凝集粒子を解離し、-OHおよびアクセシビリティのような遊離吸熱基の数を増加させる。このように、この重要な出来事は、文献に適用される磁気攪拌のような他の方法よりも優れた方法として超音波処理プロセスを作ります。[モハマディネザダら、2018]

ヒドロゲル合成のための高性能超音波処理器

ヒールシャー超音波は、ヒドロゲルの合成のための高性能超音波装置を製造しています。中小型Rから&連続モードでの商業ハイドロゲル製造のための産業システムへのDとパイロット超音波装置、ヒールシャー超音波は、あなたのプロセス要件をカバーしています。
工業用超音波処理器は、信頼性の高い架橋反応と重合反応とナノ粒子の均一な分散を可能にする、非常に高い振幅を提供することができます。最大200μmの振幅は、24/7/365の操作で簡単に連続的に実行できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトロードが利用可能です。

なぜヒールシャー超音波?

  • 高効率
  • 最先端の技術
  • 確実 & 丈夫
  • バッチ & 列をなして
  • 任意のボリュームに対して
  • インテリジェントソフトウェア
  • スマート機能(例えば、データプロトコル)
  • CIP(クリーンインプレイス)

追加情報、価格、非コミット見積もりについては、今日私達に尋ねてください。長年経験豊富なスタッフがお客様にご相談いただきます!
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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超音波プロセッサ、アプリケーション、価格に関する追加情報を要求するには、以下のフォームを使用してください。私たちはあなたとあなたのプロセスを議論し、あなたの要件を満たす超音波システムを提供するために喜んでいるでしょう!









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

ヒールシャー超音波は、ラボ、パイロット、工業規模でアプリケーション、分散、乳化および抽出を混合するための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

文献 / 参考文献



知る価値のある事実

ハイドロゲルは何に使われますか?

ヒドロゲルは、薬物送達のための製薬(例えば、時間放出、および、薬物の送達など)で多くの産業で使用されている 経口、静脈内、局所または直腸薬物送達、医薬品(例えば組織工学における足場として、乳房インプラント、生体力学的材料、創傷包帯)、化粧品、ケア製品(例えばコンタクトレンズ、おむつ、生理用ナプキン)、農業(例えば農薬製剤、乾燥領域で土壌水分を保持するための顆粒)、物質的な物質的なポリマー(ゲル状)、物質的な物質的なポリマー(例えば)、、量子ドットのカプセル化、熱力学的発電、石炭の脱水、人工雪、食品添加物、および他の製品(例えば、接着剤)。

ヒドロゲルの分類

ハイドロゲルの分類が物理的構造に応じて行われる場合、次のように分類できます。

  • アモルファス(非結晶性)
  • 半結晶性:非晶質相と結晶相の複合混合物
  • 結晶

高分子組成物に焦点を当てる場合、ヒドロゲルは、以下の3つのカテゴリに分類することもできる。

  • ホモポリマーヒドロゲル
  • コポリマーヒドロゲル
  • 多重合ヒドロゲル / IPNヒドロゲル

架橋の種類に基づいて、ヒドロゲルは次のように分類されます。

  • 化学的に架橋されたネットワーク:永久的な接合部
  • 物理的にクロスリンクされたネットワーク: 一時的なジャンクション

物理的な外観は、分類につながります:

  • マトリックス
  • 映画
  • マイクロスフィア

ネットワーク電荷に基づく分類:

  • 非イオン性 (ニュートラル)
  • イオン性(アニオン性またはカチオンを含む)
  • アンフォトリック電解質(アンプリアン)
  • ズウィッテリオニック(ポリベタイン)

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

高性能超音波!ヒールシャーの製品範囲は、完全工業用超音波システムにベンチトップユニット上のコンパクトラボ超音波装置から完全なスペクトルをカバーしています。