Izdevīga hidrogela ražošana, izmantojot ultrasonication

Ultraskaņas apstrāde ir ļoti efektīvs, uzticams un vienkāršs paņēmiens augstas veiktspējas hidrogēlu sagatavošanai. Šie hidrogeli piedāvā lieliskas materiāla īpašības, piemēram, absorbcijas spējas, viskoelastību, mehānisko izturību, kompresijas moduli un pašdziedināšanās funkcijas.

Ultraskaņas polimerizācija un dispersija hidrogēla ražošanai

Hidrogēni ir hidrofili, trīsdimensiju polimēru tīkli, kas spēj absorbēt lielu daudzumu ūdens vai šķidrumu. Hidrogeliem piemīt ārkārtēja pietūkuma spēja. Parastie hidželu veidošanas bloki ir polivinilspirts, polietilēnglikols, nātrija poliakrilāts, akrilāta polimēri, karbomēri, polisaharīdi vai polipeptīdi ar lielu skaitu hidrofilo grupu un dabiskie proteīni, piemēram, kolagēns, želatīns un fibrīns.
Tā sauktie hibrīda hidrogeli sastāv no dažādiem ķīmiski, funkcionāli un morfoloģiski atšķirīgiem materiāliem, piemēram, olbaltumvielām, peptīdiem vai nano- / mikrostruktūras.
Ultraskaņas dispersija tiek plaši izmantota kā ļoti efektīva un uzticama tehnika, 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 ultraskaņas apstrāde ir galvenais instruments, lai ražotu augstas veiktspējas hidrogēlus ar neparastām īpašībām.

Ko rāda pētījumi – Ultraskaņas hidrogēla sagatavošana

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

Hidrogēlu ultraskaņas šķērssaistīšana un polimerizācija

Ultrasonication palīdz veidot polimēru tīklus hidrogēla sintēzes laikā, izmantojot brīvo radikāļu ražošanu. Intensīvi ultraskaņas viļņi rada akustisko kavitāciju, kas izraisa augstu bīdes spēku, molekulāro nobīdi un brīvo radikāļu veidošanos.

(2010) sagatavoja vairākus "akrila hidrogelus sagatavoja, izmantojot ūdenī šķīstošo monomēru un makromonomēru ultraskaņas polimerizāciju. Ultrasonogrāfiju izmantoja, lai radītu ierosinošus radikāļus viskozās ūdens monomēra izšķīdumos, izmantojot piedevas glicerīnu, sorbītu vai glikozi atvērtā 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/bisakrilamīda." [Cass et al. 2010] Ultraskaņas lietošana, izmantojot zondes ultrasonicator, tika atzīta par efektīvu metodi ūdenī šķīstošo vinila monomēru polimerizācijai un turpmākai hidrogēlu sagatavošanai. Ultrasoniski iniciēta polimerizācija notiek ātri, ja nav ķīmiskā iniciatora.

Ultrasonication ir saderīga ar visu veidu polimēriem un biopolimēriem un ļauj pastiprināt hibrīdus hidrogēlus ar nanostrukturētiem materiāliem, piemēram, nanodaļiņām, nanokristāliem vai nanošķiedrām. Hidrogēlu pastiprināšana ar dažādiem nanomateriāliem ļauj modificēt un kontrolēt nanokompozītu hidrogēlu fizikāli ķīmiskās un reomehāniskās īpašības, jo mikrostruktūras ir galvenais faktors iegūtajām materiāla īpašībām.

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

(2018) veiksmīgi ražoja superabsorbentu hidrogēla kompozītmateriālu, kas satur poli(akrilamīda-ko-itakonskābe) un daudzsienu oglekļa nanocaurules (MWCNTs). Ultrasonication tika veikta ar Hielscher ultraskaņas ierīci UP200S. Hidrogēla stabilitāte palielinājās, palielinoties MWCNTs attiecībai, ko varētu saistīt ar MWCNTs hidrofobo raksturu, kā arī šķērssaišu blīvuma palielināšanos. MWCNT klātbūtnē tika palielināta arī P(AAm-co-IA) hidrogēla ūdens aiztures jauda (WRC) (10 wt%). Šajā pētījumā ultrasonication ietekme tika novērtēta pārāka attiecībā uz vienotu oglekļa nanocauruļu sadalījumu uz polimēra virsmas. MWCNTs bija neskarts bez pārtraukuma polimēru struktūrā. Turklāt palielinājās iegūtā nanokompozīta stiprums un tā ūdens aiztures spēja, kā arī citu šķīstošo materiālu, piemēram, Pb (II), absorbcija. Ultraskaņas apstrāde salauza iniciatoru un izkliedēja MWCNTs kā lielisku pildvielu polimēru ķēdēs pieaugošā temperatūrā.
Pētnieki secina, ka šos "reakcijas apstākļus nevar sasniegt ar tradicionālām metodēm, un daļiņu viendabīgumu un labu izkliedi saimniekorganizatorā 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 nošķir apkopotās daļiņas un palielina brīvo adsorbcijas grupu skaitu, piemēram, -OH un pieejamību. Tādējādi šis svarīgais notikums padara ultraskaņas procesu par izcilu metodi pār 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 maza un vidēja izmēra 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 droši saistīt un polimerizēt reakcijas un vienmērīgi izkliedēt nanodaļiņas. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7/365 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodi.

Jautājiet mums šodien papildu tehnisko informāciju, cenas un bezkompromisa cenu. Mūsu ilggadējie pieredzējušie darbinieki ar prieku konsultējas ar Jums!
Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu: