Ventajosa producción hidrogel ya ultrasonidos
Ar sonicación ge 'nar técnica altamente xi hño, fiable ne sencilla pa jar nt'ot'e hidrogeles mar hñets'i ar rendimiento. Nuya hidrogeles ofrecen excelentes propiedades hñei, komongu ar capacidades ar absorción, viscoelasticidad, resistencia mecánica, módulo compresión ne funcionalidades autorreparación.
Polimerización ne dispersión ultrasónica pa ar producción hidrogel
Ya hidrogeles ya redes poliméricas tridimensionales hidrófilas ke ya mar tsa̲ ndi absorber ar dätä cantidades ar dehe wa ya fluidos. Ya hidrogeles exhiben 'nar extraordinaria mfeni hinchamiento. Ya componentes hontho pa ngatho ja ya hydrgels incluyen alkol polivinílico, polietilenglicol, poliacrilato sodio, polímeros acrilato, carbómeros, polisacáridos wa polipéptidos ko 'nar mar hñets'i 'bede ya Hmunts'i hidrofílicos ne proteínas naturales komongu ar colágeno, gelatina ne fibrina.
Ya llamados hidrogeles híbridos constan yá materiales química, funcional ne morfológicamente 'ña'ño, komongu ar proteínas, péptidos wa nano yá microestructuras.
Ar dispersión ar ultrasónica ar gi japu̲'be̲fi ampliamente komongu 'nar técnica xi na hño ne fiable pa homogeneizar nanomateriales komongu nanotubos carbono (CNT, MBCNT, SWCNT), nanocristales ar celulosa, nanofibras ar quitina, dióxido titanio, nanopartículas ya t'axi, proteínas ne ma 'ra ya microestructuras wa nanoestructuras jar matriz polimérica ya hidrogeles. 'Me̲hna thogi ne ar sonicación da herramienta 'nar principal pa producir hidrogeles mar hñets'i rendimiento ko cualidades 'mefa.
Nä'ä mi muestran ya investigaciones – Nt'ot'e ultrasónica hidrogel
Jar ndu̲i lugar, ar ultrasonicación favorece jar polimerización ne ya reacciones reticulación Nxoge ar formación hidrogeles.
Jar segundo lugar, bí xi demostrado ne ar ultrasonicación ge 'nar técnica dispersión fiable ne xi hño pa ár producción ar hidrogeles ne ar hidrogeles nanocompuestos.
Reticulación ultrasónica ne polimerización hidrogeles
Ar ultrasonicación ayuda ma formación redes poliméricas Nxoge ar síntesis hidrogeles a través de ar generación ar radicales libres. Ya ondas ultrasónicas hmä generan cavitación acústica da causa altas ya ndu nzafi cizallamiento, cizallamiento molecular ne formación ar radicales libres.
Cass et jar ar. (2010) prepararon 'yani 'ra ya "hidrogeles acrílicos ar prepararon ir nge ya polimerización ultrasónica monómeros ne macromonómeros solubles jar dehe. Ya ultrasonidos ar utilizaron pa da t'ot'e radicales iniciadores jar soluciones viscosas ar monómero acuoso utilizando ya aditivos glicerol, sorbitol wa glucosa ja 'nar sistema abierto 37 °c.ndunthe Ya aditivos solubles jar dehe bi esenciales pa ar producción hidrogel, komongu ar glicerol mäs ar efectivo. Ya hidrogeles ar prepararon a partir de ya monómeros 2 — hidroxietil metacrilato, poli (etilenglicol) dimetacrilato, metacrilato dextrano, ácido acrílico yá dimetacrilato ya etilenglicol ne ya acrilamida yá bis — acrilamida". [Cass et jar el. 2010] Ar comprobó ke ár nt'ot'e ultrasonidos ir nge 'nar ultrasonido sonda mar 'nar nt'ot'e xi hño pa ár polimerización ar monómeros vinilo solubles jar dehe ne ar 'mefa ár njäts'i Tange'u nt'ot'e hidrogeles. Polimerización iniciada ya ultrasonidos ar produce rápidamente jar ausencia ne iniciador químico.
- nanopartículas, ngu, TiO2
- nanotubos carbono (CNTs)
- nanocristales celulosa (CNC)
- Nanofibrillas celulosa
- gomas, ngu, xantana, goma semilla salvia
- proteínas
Mäs ungumfädi dige ar síntesis ultrasónica hidrogeles ne nanogeles nanocompuestos.
Fabricación poli(ácido acrilamida-co-itacónico) – Hidrogel MWCNT ir nge ya sonicación
Mohammadinezhada et jar ar. (2018) produjeron ko éxito 'nar compuesto hidrogel superabsorbente da contiene ácido poli(acrilamida-co-itacónico) ne nanotubos carbono ora Jot'i múltiple (MWCNT). Ar ultrasonicación ar realizó ko ar dispositivo ultrasónico Hielscher UP200S. Ar nzäm'bu jar hidrogel bi hñuts'i ko ar aumento ya proporciones MWCNT, nä'ä mi ne ndi atribuir bí ma jar 'mui hidrofóbica ya MWCNT, nja'bu komongu ár aumento ar densidad ar reticulante. Ar mfeni retención ar dehe (WRC) hidrogel P(AAm-co-IA) 'nehe ar incrementó jar 'bu̲i Kwä MWCNT (10% jar be̲xu). Nuna estudio, ja ya efectos ar ultrasonicación bí calificaron komongu superiores jar nä'ä ir nge NTHEGE uniforme ya nanotubos carbono jar superficie ar polímero. Ya MWCNT mi intactos hinda ni 'na jar interrupción ar estructura polimérica. 'Nehe, bí incrementó ar resistencia ar nanocompuesto obtenido ne ár mfeni retención ar dehe ne absorción ma 'ra materiales solubles komongu ar Pb (II). Ar sonicación rompió jar iniciador ne dispersó ya MWCNT komongu 'nar excelente relleno ja ya cadenas poliméricas ma temperaturas crecientes.
Ya investigadores concluyen nä'ä gi "nkohi reacción hingi ar xi dähä a través de nt'ot'e convencionales, ne ar homogeneidad ne ar hño dispersión ya partículas ar huésped hingi ar xi dähä. 'Nehe, proceso sonicación separa ya nanopartículas 'nar sola partícula, mente ke ar agitación hingi to da 'me̲hna. Ma'na nt'ot'e mbo pa ar reducción tamaño ar ntsoni poderosas ondas acústicas dige ya enlaces secundarios komongu ar enlace hidrógeno xí irradiación 'wagi ar enlace H ja ya partículas ne, 'mefa, disocia ya partículas agregadas ne aumenta ar 'bede ya Hmunts'i adsortivos xi hño komongu — o ne ar accesibilidad. Ir nuna mahyoni suceso xí ne proceso sonicación da 'nar nt'ot'e mäs xi ngu ma 'ra, komongu ar agitación magnética aplicada ar ot'a". [Mohammadinezhada et jar el., 2018]
Ultrasonidos mar hñets'i rendimiento pa ar síntesis hidrogeles
Hielscher Ultrasonics fabrica equipos ultrasónicos mar hñets'i rendimiento pa ar síntesis hidrogeles. Tamaño pequeño ne mediano R&Ndezu̲ ultrasonidos D ne piloto asta sistemas industriales da fabricación yá 'ma hidrogel jar modo continuo, Hielscher Ultrasonics cubre ya requisitos ár proceso.
Ya ultrasonidos 'mui industrial xi proporcionar amplitudes xi altas, nä'ä permite reacciones fiables reticulación ne polimerización ne ar dispersión uniforme nanopartículas. Las amplitudes de hasta 200 μm se pueden ejecutar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7/365. Pa amplitudes aún mi pe̲ts'i, mahyoni da 'mui sonotrodos ultrasónicos personalizados.
- Mextha ya dätä nt'ot
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Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximada ar HMUNTS'UJE ultrasonidos:
Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
---|---|---|
Ar 1 jar 500 ml | Ar 10 200 ml yá min | UP100H |
Ar 10 da 2000 ml | Ar 20 400 ml yá min | UP200Ht, UP400St |
0.1 da 20L | 0.2 4 L yá min | UIP2000hdT |
Ar 10 da 100L | Ar 2 10 l yá min | UIP4000hdT |
n.d. | Ar 10 100 L yá min | UIP16000 |
n.d. | Mar dätä | Racimo ar UIP16000 |
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Datos da Bale ar penä ga pädi
¿Pa Temu̲ mi utilizan ya hidrogeles?
Ya hidrogeles ar utilizan ko xingu ya industrias, ngu farmacéutica pa nt'uni fármacos (nt'udi, nt'uni fármacos liberación prolongada, oral, intravenosa, tópica wa rectal), 'ñithi (nt'udi, komongu andamios jar ingeniería ya) (tejidos, implantes mamarios, hñei biomecánico, apósitos pa heridas), productos cosméticos, productos hñeti (nt'udi, ya hñeda̲ contacto, pañales, toallas sanitarias), agricultura (nt'udi, pa formulaciones pesticidas, gránulos pa retener ar humedad ar ha̲i jar 'mui áridas), nthoni materiales komongu polímeros funcionales (nt'udi, explosivos ar gel ar dehe, encapsulación puntos cuánticos, generación termodinámica ñot'i), deshidratación thehñä, xija artificial, aditivos alimentarios ne ma'ra productos (nt'udi, pegamento).
Clasificación ya hidrogeles
Nu'bu̲ bí realiza ar clasificación ya hidrogeles ir nge ár estructura ar física ar xi clasificar ar Xtí bí:
- amorfo (hingi cristalino)
- semicristalino: 'nar mezcla compleja fases amorfas ne cristalinas
- cristalino
Nu'bu̲ centran ja ar composición polimérica, ya hidrogeles 'nehe ar xi clasificar jar nuya hñu ya hño:
- Hidrogeles homopoliméricos
- Hidrogeles copoliméricos
- hidrogeles multipoliméricos yá hidrogeles ipN
Nä'ä mä ar klase ar reticulación, ya hidrogeles ar clasifican jar:
- Redes reticuladas químicamente: uniones nzäm'bu
- Redes reticuladas físicas: uniones transitorias
Ar apariencia física lleva da clasificación jar:
- matriz
- película
- microesfera
Ar clasificación ir nge ar carga eléctrica ar red:
- hingi iónico (neutro)
- iónico (da 'ñent'i aniónico wa catiónico)
- electrolito anfótero (anfolítico)
- Zwitteriónico (polibetaínas)
Bibliografía yá Referencias
- 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.