ხელსაყრელი ჰიდროგელის წარმოება ულტრაბგერითი საშუალებით
Sonication არის უაღრესად ეფექტური, საიმედო და მარტივი ტექნიკა მაღალი ხარისხის ჰიდროგელების მოსამზადებლად. ეს ჰიდროგელები გვთავაზობენ მასალის შესანიშნავ თვისებებს, როგორიცაა შთანთქმის უნარი, ვიკოელასტიურობა, მექანიკური სიმტკიცე, შეკუმშვის მოდული და თვითგანკურნების ფუნქციები.
ულტრაბგერითი პოლიმერიზაცია და დისპერსია ჰიდროგელის წარმოებისთვის
ჰიდროგელი არის ჰიდროფილური, სამგანზომილებიანი პოლიმერული ქსელები, რომლებსაც შეუძლიათ დიდი რაოდენობით წყლის ან სითხეების შთანთქმა. ჰიდროგელებს ავლენენ არაჩვეულებრივი შეშუპების უნარი. ჰიდრგელების საერთო სამშენებლო ბლოკებია პოლივინილის სპირტი, პოლიეთილენ გლიკოლი, ნატრიუმის პოლიაკრილატი, აკრილატის პოლიმერები, კარბომერები, პოლისაქარიდები ან პოლიპეპტიდები ჰიდროფილური ჯგუფების დიდი რაოდენობით და ბუნებრივი ცილები, როგორიცაა კოლაგენი, ჟელატინი და ფიბრინი.
ეგრეთ წოდებული ჰიბრიდული ჰიდროგელი შედგება სხვადასხვა ქიმიურად, ფუნქციურად და მორფოლოგიურად განსხვავებული მასალისგან, როგორიცაა ცილები, პეპტიდები ან ნანო-/მიკროსტრუქტურები.
ულტრაბგერითი დისპერსია ფართოდ გამოიყენება, როგორც მაღალეფექტური და საიმედო ტექნიკა ნანო მასალების ჰომოგენიზაციისთვის, როგორიცაა ნახშირბადის ნანომილები (CNTs, MWCNTs, SWCNTs), ცელულოზის ნანოკრისტალები, ქიტინის ნანობოჭკოები, ტიტანის დიოქსიდი, ვერცხლის ნანონაწილაკები, ცილები და სხვა მიკროსტრუქტურები. ჰიდროგელების პოლიმერულ მატრიცაში. ეს ხდის sonication-ს მთავარ ინსტრუმენტად მაღალი ხარისხის ჰიდროგელების წარმოებისთვის არაჩვეულებრივი თვისებებით.
ულტრაბგერითი UIP1000hdT მინის რეაქტორით ჰიდროგელის სინთეზისთვის
რას აჩვენებს კვლევა – ულტრაბგერითი ჰიდროგელის მომზადება
პირველი, ულტრაბგერითი ხელს უწყობს პოლიმერიზაციას და ჯვარედინი დაკავშირების რეაქციებს ჰიდროგელის წარმოქმნის დროს.
მეორეც, ულტრაბგერითი დამტკიცება, როგორც საიმედო და ეფექტური დისპერსიული ტექნიკა ჰიდროგელებისა და ნანოკომპოზიტური ჰიდროგელების წარმოებისთვის.
ჰიდროგელების ულტრაბგერითი ჯვარედინი კავშირი და პოლიმერიზაცია
ულტრაბგერა ხელს უწყობს პოლიმერული ქსელების ფორმირებას ჰიდროგელის სინთეზის დროს თავისუფალი რადიკალების წარმოქმნით. ინტენსიური ულტრაბგერითი ტალღები წარმოქმნის აკუსტიკურ კავიტაციას, რაც იწვევს მაღალი ათვლის ძალებს, მოლეკულურ ათვლას და თავისუფალი რადიკალების წარმოქმნას.
კასსი და სხვ. (2010) მომზადდა რამდენიმე აკრილის ჰიდროგელი მომზადდა წყალში ხსნადი მონომერების და მაკრომონომერების ულტრაბგერითი პოლიმერიზაციის გზით. ულტრაბგერა გამოიყენებოდა ინიციატორი რადიკალების შესაქმნელად ბლანტი წყლიან მონომერულ ხსნარებში გლიცერინის, სორბიტოლის ან გლუკოზის დანამატების გამოყენებით ღია სისტემაში 37°C ტემპერატურაზე. წყალში ხსნადი დანამატები აუცილებელი იყო ჰიდროგელის წარმოებისთვის, გლიცერინი ყველაზე ეფექტურია. ჰიდროგელი მომზადდა მონომერებისგან 2-ჰიდროქსიეთილის მეთაკრილატი, პოლი(ეთილენგლიკოლი) დიმეთაკრილატი, დექსტრანის მეთაკრილატი, აკრილის მჟავა/ეთილენგლიკოლ დიმეთაკრილატი და აკრილამიდი/ბის-აკრილამიდი. [კასი და სხვ. 2010] ულტრაბგერითი გამოყენება ზონდის ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით აღმოჩნდა ეფექტური მეთოდი წყალში ხსნადი ვინილის მონომერების პოლიმერიზაციისთვის და ჰიდროგელების შემდგომი მომზადებისთვის. ულტრაბგერითი ინიცირებული პოლიმერიზაცია სწრაფად ხდება ქიმიური ინიციატორის არარსებობის შემთხვევაში.
იხილეთ კვლევის სრული პროტოკოლი აქ!
- ნანონაწილაკები, მაგ. TiO2
- ნახშირბადის ნანომილები (CNTs)
- ცელულოზის ნანოკრისტალები (CNC)
- ცელულოზის ნანოფიბრილები
- ღრძილები, მაგ. ქსანთანი, სალბის თესლის რეზინა
- ცილები
წაიკითხეთ მეტი ნანოკომპოზიტური ჰიდროგელების და ნანოგელების ულტრაბგერითი სინთეზის შესახებ!
ჰიდროგელის ფორმირება ულტრაბგერითი დამხმარე გელატაციით ულტრაბგერითი UP100H (კვლევა და ფილმი: Rutgeerts et al., 2019)
პოლი(აკრილამიდ-კო-იტაკონის მჟავას ჰიდროგელის SEM, რომელიც შეიცავს MWCNT-ებს. MWCNT-ები დაიშალა ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით. UP200S.
შესწავლა და სურათი: მოჰამადინეჟადა და სხვ., 2018 წ
პოლი(აკრილამიდ-კო-იტაკონის მჟავა) დამზადება – MWCNT ჰიდროგელი Sonication-ის გამოყენებით
მოჰამედინეჟადა და სხვ. (2018) წარმატებით აწარმოა სუპერშთამნთქმელი ჰიდროგელის კომპოზიტი, რომელიც შეიცავს პოლი(აკრილამიდ-კო-იტაკონის მჟავას) და მრავალკედლიან ნახშირბადის ნანომილებს (MWCNTs). ულტრაბგერითი ჩატარდა Hielscher ულტრაბგერითი აპარატით UP200Sჰიდროგელის სტაბილურობა გაიზარდა MWCNT-ების კოეფიციენტების მატებასთან ერთად, რაც შეიძლება მიეკუთვნებოდეს MWCNT-ების ჰიდროფობიურ ხასიათს, ასევე ჯვარედინი ლინკერის სიმკვრივის ზრდას. P(AAm-co-IA) ჰიდროგელის წყლის შეკავების უნარი (WRC) ასევე გაიზარდა MWCNT-ის თანდასწრებით (10 wt%). ამ კვლევაში, ულტრაბგერითი დამუშავების ეფექტი შეფასდა უმაღლესი პოლიმერის ზედაპირზე ნახშირბადის ნანომილების ერთგვაროვანი განაწილების მიმართ. MWCNT-ები ხელუხლებელი იყო პოლიმერულ სტრუქტურაში ყოველგვარი შეფერხების გარეშე. გარდა ამისა, გაიზარდა მიღებული ნანოკომპოზიტის სიძლიერე და მისი წყლის შეკავების უნარი და სხვა ხსნადი მასალების შეწოვა, როგორიცაა Pb (II). Sonication-მა დაარღვია ინიციატორი და დაარბია MWCNT-ები, როგორც შესანიშნავი შემავსებელი პოლიმერულ ჯაჭვებში მზარდი ტემპერატურის პირობებში.
მკვლევარები ასკვნიან, რომ ამ „რეაქციის პირობების მიღწევა შეუძლებელია ჩვეულებრივი მეთოდებით და ნაწილაკების ჰომოგენურობის და კარგი დისპერსიის მიღწევა მასპინძელში შეუძლებელია. გარდა ამისა, გაჟონვის პროცესი ყოფს ნანონაწილაკებს ერთ ნაწილაკად, ხოლო შერევა ამას ვერ გააკეთებს. ზომის შემცირების კიდევ ერთი მექანიზმი არის ძლიერი აკუსტიკური ტალღების მოქმედება მეორად ობლიგაციებზე, როგორიცაა წყალბადის კავშირი, რომელიც არღვევს ნაწილაკების H-კავშირს და შემდგომში ანაწილებს აგრეგირებულ ნაწილაკებს და ზრდის თავისუფალი ადსორბციული ჯგუფების რაოდენობას, როგორიცაა -OH და. ხელმისაწვდომობა. ამრიგად, ეს მნიშვნელოვანი მოვლენა აქცევს სონიფიკაციის პროცესს, როგორც ზედმეტ მეთოდს სხვებთან შედარებით, როგორიცაა მაგნიტური მორევა, რომელიც გამოიყენება ლიტერატურაში. ” [მოჰამედინეჟადა და სხვ., 2018]
მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰიდროგელის სინთეზისთვის
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერით აღჭურვილობას ჰიდროგელების სინთეზისთვის. მცირე და საშუალო ზომის რ&D და პილოტი ულტრაბგერითი სამრეწველო სისტემებისთვის კომერციული ჰიდროგელის წარმოებისთვის უწყვეტ რეჟიმში, Hielscher Ultrasonics აქვს თქვენი პროცესის მოთხოვნები დაფარული.
სამრეწველო დონის ულტრაბგერას შეუძლია მიაწოდოს ძალიან მაღალი ამპლიტუდები, რაც იძლევა საიმედო ჯვარედინი დაკავშირების და პოლიმერიზაციის რეაქციებს და ნანო ნაწილაკების ერთგვაროვან დისპერსიას. 200µm-მდე ამპლიტუდა შეიძლება ადვილად იყოს გაშვებული 24/7/365 მუშაობისას. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდებისთვის ხელმისაწვდომია მორგებული ულტრაბგერითი სონოტროდები.
- მაღალი ეფექტურობის
- უახლესი ტექნოლოგია
- საიმედოობა & სიმტკიცე
- პარტია & ხაზში
- ნებისმიერი მოცულობისთვის
- ინტელექტუალური პროგრამული უზრუნველყოფა
- ჭკვიანი ფუნქციები (მაგ., მონაცემთა პროტოკოლირება)
- CIP (სუფთა ადგილზე)
გვთხოვეთ დღეს დამატებითი ტექნიკური ინფორმაცია, ფასები და არასავალდებულო შეთავაზება. ჩვენი დიდი ხნის გამოცდილი პერსონალი სიამოვნებით გაგიწევთ კონსულტაციას!
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| სურათების მოცულობა | Დინების სიჩქარე | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10-დან 200 მლ/წთ-მდე | UP100H |
| 10-დან 2000 მლ-მდე | 20-დან 400 მლ/წთ-მდე | UP200Ht, UP400 ქ |
| 0.1-დან 20ლ-მდე | 0.2-დან 4ლ/წთ-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ-მდე | 2-დან 10ლ/წთ-მდე | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100ლ/წთ-მდე | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
Დაგვიკავშირდით! / Გვკითხე ჩვენ!
კომპაქტური SonoStation აერთიანებს 38 ლიტრიან აჟიტირებულ ავზს რეგულირებადი პროგრესირებადი ღრუს ტუმბოსთან, რომელსაც შეუძლია წუთში 3 ლიტრი შეაგროვოს ერთ ან ორ ულტრაბგერითი ნაკადის უჯრედის რეაქტორში.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების შერევას აპლიკაციების, დისპერსიის, ემულსიფიკაციისა და ექსტრაქციისთვის ლაბორატორიულ, საპილოტე და სამრეწველო მასშტაბებზე.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
რისთვის გამოიყენება ჰიდროგელები?
ჰიდროგელი გამოიყენება მრავალ ინდუსტრიაში, როგორიცაა ფარმაცევტული წამლების მიწოდებისთვის (მაგ. წამლის დროით გამოთავისუფლებული, პერორალური, ინტრავენური, ადგილობრივი ან რექტალური მიწოდება), მედიცინაში (მაგ., როგორც ხარაჩოები ქსოვილის ინჟინერიაში, მკერდის იმპლანტები, ბიომექანიკური მასალა, ჭრილობის სახვევი), კოსმეტიკა. პროდუქტები, მოვლის საშუალებები (მაგ. საკონტაქტო ლინზები, საფენები, ჰიგიენური ხელსახოცები), სოფლის მეურნეობა (მაგ. პესტიციდების ფორმულირებები, გრანულები ნიადაგის ტენიანობის შესანარჩუნებლად მშრალ ადგილებში), მასალების კვლევა, როგორც ფუნქციური პოლიმერები (მაგ. წყლის გელის ასაფეთქებელი ნივთიერებები, კვანტური წერტილების ინკაფსულაცია, თერმოდინამიკური ელექტროენერგია. თაობა), ქვანახშირის წყალგაუმტარი, ხელოვნური თოვლი, საკვები დანამატები და სხვა პროდუქტები (მაგ. წებო).
ჰიდროგელების კლასიფიკაცია
როდესაც ჰიდროგელების კლასიფიკაცია ხდება მათი ფიზიკური სტრუქტურის მიხედვით, შეიძლება კლასიფიცირდეს შემდეგნაირად:
- ამორფული (არაკრისტალური)
- ნახევრადკრისტალური: ამორფული და კრისტალური ფაზების რთული ნარევი
- კრისტალური
როდესაც ფოკუსირებულია პოლიმერულ შემადგენლობაზე, ჰიდროგელი ასევე შეიძლება დაიყოს შემდეგ სამ კატეგორიად:
- ჰომოპოლიმერული ჰიდროგელი
- კოპოლიმერული ჰიდროგელები
- მრავალპოლიმერული ჰიდროგელი / IPN ჰიდროგელი
ჯვარედინი კავშირის ტიპის მიხედვით, ჰიდროგელები იყოფა:
- ქიმიურად ჯვარედინი ქსელები: მუდმივი კვანძები
- ფიზიკურად ჯვარედინი ქსელები: გარდამავალი კვანძები
ფიზიკური გარეგნობა იწვევს კლასიფიკაციას:
- მატრიცა
- ფილმი
- მიკროსფერო
კლასიფიკაცია ქსელის ელექტრული მუხტის მიხედვით:
- არაიონური (ნეიტრალური)
- იონური (მათ შორის ანიონური ან კატიონური)
- ამფოტერული ელექტროლიტი (ამფოლიტური)
- ცვიტერიონული (პოლიბეტაინები)
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- 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.
მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი! Hielscher-ის პროდუქციის ასორტიმენტი მოიცავს სრულ სპექტრს კომპაქტური ლაბორატორიული ულტრაბგერითი აპარატიდან სკამის ზედა ერთეულებამდე სრულ ინდუსტრიულ ულტრაბგერით სისტემებამდე.