Выгодное производство гидрогеля с помощью ультразвука

Sonication является высокоэффективным, надежным и простым методом для подготовки высокая производительность гидрогелей. Эти гидрогели предлагают отличные свойства материала, такие как способность поглощения, вязкость, механическая прочность, сжатие модуль, и самовосстановления функций.

Ультразвуковая полимеризация и дисперсия для производства гидрогеля

Гидрогели являются гидрофильные, трехмерные полимерные сети, которые способны поглощать большое количество воды или жидкости. Гидрогели обладают необычайной емкостью отеков. Общие строительные блоки гидролов включают поливиниловый спирт, полиэтиленгликоль, полиакрилат натрия, акрилаты полимеров, карбомеров, полисахаридов или полипептидов с большим количеством гидрофильных групп, а также натуральные белки, такие как коллаген, желатин и фибрин.
Так называемые гибридные гидрогели состоят из различных химически, функционально и морфологически различных материалов, таких как белки, пептиды, или нано- / микроструктуры.
Ультразвуковая дисперсия широко используется в качестве высокоэффективной и надежной техники гомогенизации наноматериалов, таких как углеродные нанотрубки (КНТА, MWCNTs, SWCNTs), целлюлозные нано-кристаллы, нановолокна хитина, диоксид титана, серебряные наночастицы, белки и другие микрон- или наноструктуры в полимерную матрицу гидрогели. Это делает sonication основным инструментом для производства высокая производительность гидрогели с чрезвычайными качествами.

Что показывают исследования – Ультразвуковая подготовка гидрогеля

Во-первых, ультразвук способствует полимеризации и перекрестным реакциям при формировании гидрогеля.
Во-вторых, ультразвуковое использование было доказано как надежный и эффективный метод дисперсии для производства гидрогелей и нанокомпозитных гидрогелей.

Ультразвуковое перекрестное связывание и полимеризация гидрогелей

Ультразвук помогает образованию полимерных сетей при синтезе гидрогеля через свободную радикальную генерацию. Интенсивные ультразвуковые волны генерируют акустическую кавитацию, которая вызывает силы высокого стрижки, молекулярного стрижки и формирования свободных радикалов.

Cass et al. (2010) подготовили несколько «акриловых гидрогелов, подготовленных с помощью ультразвуковой полимеризации водорастворимых мономеров и макромономеров. Ультразвук был использован для создания инициации радикалов в вязких акальных мономерных soluions с использованием добавок глицерол, сорбитол или глюкоза в открытой системе при 37 градусов по Цельсию. Водорастворимые добавки были необходимы для производства гидрогеля, глицерол является наиболее эффективным. Гидрогели были подготовлены из мономеров 2-гидроксиетилметил метакрилат, поли (этиленгликоль) диметакрилат, декстран метакрилат, акриловая кислота/этиленгликоль диметакрилат и акриламид/бис-акриламид". (Cass et al. 2010) Ультразвуковое применение с использованием ультразвукового зонда было признано эффективным методом полимеризации водорастворимых виниловых мономеров и последующей подготовки гидрогелей. Ультрасонически инициированная полимеризация происходит быстро в отсутствие химического инициатора.

Узнайте больше об ультразвуковом синтезе нанокомпозитных гидрогелей и наногелей!

Ультразвук совместим со всеми видами полимеров и биополимов и позволяет укрепить гибридные гидрогели с наноструктурированных материалов, таких как наночастицы, нанокристалы или нановолокна. Укрепление гидрогеля с различными наноматериалами позволяет модифицировать и контролировать физико-химические и реомеханические свойства нанокомпозитных гидрогелей, так как микроструктуры являются ключевым фактором для полученных свойств материала.

Изготовление поли (акриламид-ко-итаконовая кислота) – MWCNT Гидрогель с помощью Sonication

Mohammadinezhada et al. (2018) успешно изготовили суперабсорбентный гидрогельный композит, содержащий поли (акриламид-коитаконовая кислота) и многостенные углеродные нанотрубки (MWCNTs). Ультразвук был выполнен с помощью ультразвукового устройства Hielscher Up200s. Стабильность гидрогеля возросла с увеличением коэффициентов MWCNTs, что может быть связано с гидрофобным характером MWCNTs, а также увеличение плотности кросслинкера. В присутствии MWCNT (10 вт) была также увеличена емкость гидрогеля для удержания воды (WRC) гидрогеля P(AAm-co-IA). В этом исследовании, эффекты ультразвука были оценены выше в отношении равномерного распределения углеродных нанотрубок на поверхности полимера. MWCNTs были нетронутыми без каких-либо перерывов в полимерной структуре. Кроме того, была увеличена прочность полученного нанокомпозита и его способность к удержанию воды и поглощению других растворимых материалов, таких как Pb (II). Sonication сломал инициатора и разогнал MWCNTs как превосходный наполнитель в полимерных цепях под повышением температуры.
Исследователи приходят к выводу, что эти "реакционные условия не могут быть достигнуты с помощью обычных методов, и однородность и хорошее рассеивание частиц в хозяина не может быть достигнуто. Кроме того, звуковой процесс разделяет наночастицы на одну частицу, при этом перемешивание не может этого сделать. Другим механизмом уменьшения размера является влияние мощных акустических волн на вторичные связи, такие как водородная связь, которая это облучение нарушает H-связь частиц, а затем разъединяет агрегированные частицы и увеличивает количество свободных групп адсорптивов, таких как -OH и доступность. Таким образом, это важное происходит делает звуковой процесс в качестве превосходного метода по отношению к другим, как магнитное перемешивание применяется в литературе ". (Мохаммадинежада и др., 2018)

Высокая производительность ультразвуковых для синтеза гидрогеля

Hielscher Ultrasonics производит высоко производительное ультразвуковое оборудование для синтеза гидрогелей. От малого и среднего размера R&D и экспериментальные ультразвуковые системы для коммерческого производства гидрогеля в непрерывном режиме, Hielscher Ultrasonics имеет ваши требования процесса охвачены.
Промышленные ультразвуковые средства могут обеспечить очень высокие амплитуды, которые обеспечивают надежные перекрестные реакции и полимеризации и равномерное рассеивание наночастиц. Амплитуды до 200 мкм могут быть легко непрерывно запущены в 24/7/365 операции. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды.

Спросите нас сегодня для дополнительной технической информации, ценообразования и необязательных цитат. Наш давний опытный персонал рад проконсультироваться с Вами!
В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов: