Izdevīga hidrogēla ražošana, izmantojot ultrasonication

Ultraskaņas apstrāde ir ļoti efektīva, uzticama un vienkārša tehnika augstas veiktspējas hidrogēlu sagatavošanai. Šie hidrogēli piedāvā izcilas materiāla īpašības, piemēram, absorbcijas spējas, viskoelastību, mehānisko izturību, kompresijas moduli un pašdziedināšanās funkcijas.

Ultraskaņas polimerizācija un dispersija hidrogēla ražošanai

Hidrogēli ir hidrofili, trīsdimensiju polimēru tīkli, kas spēj absorbēt lielu daudzumu ūdens vai šķidrumu. Hidrogēliem piemīt ārkārtēja pietūkuma spēja. Parastie hidrgēlu celtniecības bloki ir polivinilspirts, polietilēnglikols, nātrija poliakrilāts, akrilāta polimēri, karbomēri, polisaharīdi vai polipeptīdi ar lielu skaitu hidrofilu grupu un dabiski proteīni, piemēram, kolagēns, želatīns un fibrīns.
Tā sauktie hibrīdie hidrogēli sastāv no dažādiem ķīmiski, funkcionāli un morfoloģiski atšķirīgiem materiāliem, piemēram, olbaltumvielām, peptīdiem vai nano- / mikrostruktūrām.
Ultraskaņas dispersija tiek plaši izmantota kā ļoti efektīva un uzticama metode, lai homogenizētu nanomateriālus, piemēram, oglekļa nanocaurules (CNTs, MWCNTs, SWCNTs), celulozes nanokristālus, hitīna nanošķiedras, titāna dioksīdu, sudraba nanodaļiņas, olbaltumvielas un citas mikronu vai nanostruktūras hidrogēlu polimēru matricā. Tas padara ultraskaņu par galveno instrumentu, lai ražotu augstas veiktspējas hidrogēlus ar ārkārtas īpašībām.

Ko rāda pētījumi – Ultraskaņas hidrogēla sagatavošana

Pirmkārt, ultrasonication veicina polimerizāciju un šķērssaistīšanas reakcijas hidrogēla veidošanās laikā.
Otrkārt, ultrasonication ir pierādīts kā uzticama un efektīva dispersijas tehnika hidrogēlu un nanokompozītu hidrogēlu ražošanai.

Hidrogēlu ultraskaņas šķērssaistīšana un polimerizācija

Ultrasonication palīdz veidot polimēru tīklus hidrogēla sintēzes laikā, izmantojot brīvo radikāļu ģenerēšanu. Intensīvi ultraskaņas viļņi rada akustisku kavitāciju, kas izraisa augstas bīdes spēkus, molekulāro nobīdi un brīvo radikāļu veidošanos.

(2010) sagatavoja vairākus "akrila hidrogēlus sagatavoja, izmantojot ūdenī šķīstošo monomēru un makromonomēru ultraskaņas polimerizāciju. Ultraskaņa tika izmantota, lai radītu ierosinošus radikāļus viskozos ūdens monomēru šķīdumos, izmantojot piedevas glicerīnu, sorbītu vai glikozi atklātā sistēmā 37 ° C temperatūrā. Ūdenī šķīstošās piedevas bija būtiskas hidrogēla ražošanai, un glicerīns bija visefektīvākais. Hidrogēlus gatavoja no monomēriem 2-hidroksietilmetakrilāta, poli(etilēnglikola) dimetakrilāta, dekstrāna metakrilāta, akrilskābes/etilēnglikola dimetakrilāta un akrilamīda/bis-akrilamīda." [Cass et al. 2010] Ultraskaņas lietošana, izmantojot zondes ultrasonikatoru, tika atzīta par efektīvu metodi ūdenī šķīstošo vinila monomēru polimerizācijai un turpmākai hidrogēlu sagatavošanai. Ultrasoniski uzsāktā polimerizācija notiek strauji, ja nav ķīmiskā iniciatora.
Pilnu pētījuma protokolu atradīsiet šeit!
 

Lasiet vairāk par nanokompozītu hidrogēlu un nanogēlu ultraskaņas sintēzi!

Ultrasonication ir saderīgs ar visu veidu polimēriem un biopolimēriem un ļauj pastiprināt hibrīda hidrogēlus ar nano strukturētiem materiāliem, piemēram, nanodaļiņām, nanokristāliem vai nanošķiedrām. Hidrogēlu pastiprināšana ar dažādiem nanomateriāliem ļauj modificēt un kontrolēt nanokompozītu hidrogēlu fizikāli ķīmiskās un reo-mehāniskās īpašības, jo mikrostruktūras ir galvenais iegūto materiālu īpašību faktors.

Poli(akrilamīda-ko-itakonskābes) izgatavošana – MWCNT hidrogels, izmantojot ultraskaņu

(2018) veiksmīgi ražoja superabsorbentu hidrogēla kompozītu, kas satur poli(akrilamīda-ko-itakonskābi) un daudzsienu oglekļa nanocaurulītes (MWCNTs). Ultrasonication tika veikta ar Hielscher ultraskaņas ierīci UP200S. Hidrogēla stabilitāte palielinājās, palielinoties MWCNTs attiecībai, ko varētu attiecināt uz MWCNT hidrofobo raksturu, kā arī šķērssaišu blīvuma palielināšanos. P(AAm-co-IA) hidrogēla ūdens aiztures jauda (WRC) tika palielināta arī MWCNT klātbūtnē (10 masas%). Šajā pētījumā ultrasonication ietekme tika novērtēta augstāka par oglekļa nanocaurules vienmērīgu sadalījumu uz polimēra virsmas. MWCNTs bija neskarts bez pārtraukuma polimēru struktūrā. Turklāt tika palielināta iegūtā nanokompozīta stiprība un tā ūdens aiztures spēja, kā arī citu šķīstošu materiālu, piemēram, Pb (II), absorbcija. Ultraskaņas apstrāde lauza iniciatoru un izkliedēja MWCNTs kā lielisku pildvielu polimēru ķēdēs pieaugošā temperatūrā.
Pētnieki secina, ka šos "reakcijas apstākļus nevar panākt ar parastajām metodēm, un daļiņu viendabīgumu un labu dispersiju saimniekorganismā nevar panākt. Turklāt ultraskaņas process atdala nanodaļiņas vienā daļiņā, bet maisīšana to nevar izdarīt. Vēl viens lieluma samazināšanas mehānisms ir spēcīgu akustisko viļņu ietekme uz sekundārajām saitēm, piemēram, ūdeņraža saistīšanu, ko šī apstarošana pārtrauc daļiņu H-saistīšanu un pēc tam disociē apkopotās daļiņas un palielina brīvo adsorbtīvo grupu skaitu, piemēram, -OH un pieejamību. Tādējādi šis svarīgais notikums padara ultraskaņas procesu par pārāku metodi salīdzinājumā ar citiem, piemēram, literatūrā pielietoto magnētisko maisīšanu. [Mohammadinezhada et al., 2018]

Augstas veiktspējas ultrasonikatori hidrogēla sintēzei

Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas iekārtas hidrogēlu sintēzei. No maziem un vidējiem R&D un izmēģinājuma ultrasonikatori rūpnieciskām sistēmām komerciālai hidrogēla ražošanai nepārtrauktā režīmā, Hielscher Ultrasonics ir jūsu procesa prasības.
Rūpnieciskās kvalitātes ultrasonikatori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas, kas ļauj veikt uzticamas šķērssaistīšanas un polimerizācijas reakcijas un vienmērīgu nanodaļiņu izkliedi. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7/365 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes.

Jautājiet mums šodien papildu tehnisko informāciju, cenas un bezkompromisa cenu. Mūsu ilggadēji pieredzējušie darbinieki ar prieku konsultējas ar Jums!
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu: