Hielscher Ultrasonics
Z veseljem bomo razpravljali o vašem postopku.
Pokličite nas: +49 3328 437-420
Pošljite nam e-pošto: info@hielscher.com

Ugodna proizvodnja hidrogela z ultrazvokom

Sonication je zelo učinkovita, zanesljiva in enostavna tehnika za pripravo visoko zmogljivih hidrogelov. Ti hidrogeli ponujajo odlične lastnosti materiala, kot so absorpcijske sposobnosti, viskoelastičnost, mehanska trdnost, modul stiskanja in funkcije samozdravljenja.

Ultrazvočna polimerizacija in disperzija za proizvodnjo hidrogela

Ultrasonication se uporablja za začetek navzkrižnega povezovanja in polimerizacije med proizvodnjo hidrogela. Ultrazvočna disperzija se uporablja za distribucijo nanodelcev v hidrogelih.Hidrogeli so hidrofilne, tridimenzionalne polimerne mreže, ki lahko absorbirajo velike količine vode ali tekočin. Hidrogeli kažejo izjemno sposobnost otekanja. Skupni gradniki hidrgelov vključujejo polivinil alkohol, polietilen glikol, natrijev poliakrilat, akrilatne polimere, karbomere, polisaharide ali polipeptide z velikim številom hidrofilnih skupin in naravne beljakovine, kot so kolagen, želatina in fibrin.
Tako imenovani hibridni hidrogeli so sestavljeni iz različnih kemično, funkcionalno in morfološko različnih materialov, kot so beljakovine, peptidi ali nano-? mikrostrukture.
Ultrazvočna disperzija se pogosto uporablja kot zelo učinkovita in zanesljiva tehnika za homogenizacijo nanomaterialov, kot so ogljikove nanocevke (CNT, MWCNT, SWCNT), celulozni nanokristali, hitinska nanovlakna, titanov dioksid, nanodelci srebra, beljakovine in druge mikronske ali nanostrukture v polimerni matriks hidrogelov. Zaradi tega je ultrazvočno razbijanje glavno orodje za proizvodnjo visoko zmogljivih hidrogelov z izjemnimi lastnostmi.

Zahteva za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.




Ultrazvočna kavitacija spodbuja navzkrižno povezovanje in polimerizacijo med sintezo hidrogela. Ultrazvočna disperzija omogoča enakomerno porazdelitev nanomaterialov za izdelavo hibridnih hidrogelov.

Ultrazvočni aparat UIP1000hdT s steklenim reaktorjem za sintezo hidrogela

Kaj kažejo raziskave – Ultrazvočna priprava hidrogela

Ultrazvočno sintetizirane hidrogelne kapsulePrvič, ultrasonication spodbuja polimerizacijo in reakcije navzkrižnega povezovanja med tvorbo hidrogela.
Drugič, ultrasonication se je izkazal kot zanesljiva in učinkovita disperzijska tehnika za proizvodnjo hidrogelov in nanokompozitnih hidrogelov.

Ultrazvočno navzkrižno povezovanje in polimerizacija hidrogelov

Ultrasonication pomaga pri tvorbi polimernih mrež med sintezo hidrogela z nastajanjem prostih radikalov. Intenzivni ultrazvočni valovi ustvarjajo akustično kavitacijo, ki povzroča visoke strižne sile, molekularno striženje in nastajanje prostih radikalov.

Cass et al. (2010) prepared severalacrylic hydrogels were prepared via ultrasonic polymerization of water soluble monomers and macromonomers. Ultrasound was used to create initiating radicals in viscous aqueous monomer soluions using the additives glycerol, sorbitol or glucose in an open system at 37°C. The water soluble additives were essential for the hydrogel production, glycerol being the most effective. Hydrogels were prepared from the monomers 2-hydroxyethyl methacrylate, poly(ethylene glycol) dimethacrylate, dextran methacrylate, acrylic acid/ethylene glycol dimethacrylate and acrylamide/bis-acrylamide.[Cass et al. 2010] Ultrasound application using a probe ultrasonicator was found to be an effective method for the polymerization of water soluble vinyl monomers and the subsequent preparation of hydrogels. The ultrasonically initiated polymerization occurs rapidly in the absence of a chemical initiator.
Celoten protokol študije najdete tukaj!
 

Ultrazvočna disperzija dimljenega silicijevega dioksida: Hielscher ultrazvočni homogenizator UP400S hitro in učinkovito razprši silicijev prah v posamezne nano delce.

Razprševanje dimljenega silicijevega dioksida v vodi z uporabo UP400S

Sličica videoposnetka

Ultrazvočna disperzija

  • nanodelci, npr. TiO2
  • ogljikove nanocevke (CNT)
  • celulozni nanokristali (CNC)
  • celulozne nanofibrile
  • dlesni, npr. ksantan
  • Beljakovine

Preberite več o ultrazvočni sintezi nanokompozitnih hidrogelov in nanogelov!

Ultrazvočna disperzija nano-silicijevega dioksida: Hielscher ultrazvočni homogenizator UP400St hitro in učinkovito razprši nanodelce silicijevega dioksida v enakomerno nano-disperzijo.

Ultrazvočna disperzija nano-silicijevega dioksida z uporabo ultrazvočnega UP400St

Sličica videoposnetka

Tvorba hidrogela z ultrazvočno podprto geliranjem z ultrazvočnim aparatom UP100H

Tvorba hidrogela z ultrazvočno podprto gelacijo z uporabo ultrazvočni aparat UP100H
(Študija in film: Rutgeerts et al., 2019)

Zahteva za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.




Ultrasonication je združljiv z vsemi vrstami polimerov in biopolimerov in omogoča okrepitev hibridnih hidrogelov z nanostrukturiranimi materiali, kot so nanodelci, nanokristali ali nanovlakna. Ojačitev hidrogelov z različnimi nanomateriali omogoča spreminjanje in nadzor fizikalno-kemijskih in reo-mehanskih lastnosti nanokompozitnih hidrogelov, saj so mikrostrukture ključni dejavnik za dobljene lastnosti materiala.

Ultrasonication se uporablja za proizvodnjo visoko zmogljivih hidrogelov, ki vsebujejo nanomateriale

SEM hidrogela poli(akrilamid-ko-itakonske kisline), ki vsebuje MWCNT. MWCNT so bili ultrazvočno razpršeni z uporabo ultrazvočnega UP200S.študija in slika: Mohammadinezhada et al., 2018

Izdelava poli(akrilamid-ko-itakonske kisline) – MWCNT hidrogel z uporabo ultrazvočnega razbijanja

(2018) uspešno izdelali superabsorbentni hidrogelni kompozit, ki vsebuje poli(akrilamid-ko-itakonska kislina) in večstenske ogljikove nanocevke (MWCNT). Ultrasonication je bil izveden z ultrazvočno napravo Hielscher UP200S. Stabilnost hidrogela se je povečala z naraščanjem razmerij MWCNT, kar bi lahko pripisali hidrofobni naravi MWCNT in povečanju gostote navzkrižnega povezovalca. Zmogljivost zadrževanja vode (WRC) hidrogela P(AAm-co-IA) se je povečala tudi v prisotnosti MWCNT (10 mas.). V tej študiji so bili učinki ultrasonication ocenjeni kot boljši glede enakomerne porazdelitve ogljikovih nanocevk na površini polimera. MWCNT so bili nedotaknjeni brez prekinitve v polimerni strukturi. Poleg tega se je povečala moč dobljenega nanokompozita in njegova sposobnost zadrževanja vode ter absorpcija drugih topnih materialov, kot je Pb (II). Sonication je zlomil iniciator in razpršil MWCNT kot odlično polnilo v polimernih verigah pod naraščajočo temperaturo.
The researchers conclude that thesereaction conditions cannot be achieved through conventional methods, and the homogeneity and good-dispersion of particles into the host cannot be achieved. In addition, sonication process separate nanoparticles into single particle, while stirring cannot do this. Another mechanism for the size reduction is the effect of powerful acoustic waves on the secondary bonds like hydrogen bonding which this irradiation breaks the H-bonding of particles, and subsequently, dissociates the aggregated particles and increase the number of free adsorptive groups like -OH and accessibility. Thus, this important happening makes sonication process as a superior method over the others like magnetic stirring applied in the literatures.[Mohammadinezhada et al., 2018]

Visoko zmogljivi ultrazvočni aparati za sintezo hidrogela

Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljivo ultrazvočno opremo za sintezo hidrogelov. Od majhnih in srednje velikih R&D in pilotni ultrazvočni aparati za industrijske sisteme za komercialno proizvodnjo hidrogelov v neprekinjenem načinu, Hielscher Ultrasonics pokriva vaše procesne zahteve.
Ultrazvočni aparati industrijskega razreda lahko zagotovijo zelo visoke amplitude, ki omogočajo zanesljive reakcije navzkrižnega povezovanja in polimerizacije ter enakomerno disperzijo nano delcev. Amplitude do 200 μm je mogoče enostavno neprekinjeno izvajati v 24/7/365 delovanju. Za še višje amplitude so na voljo prilagojene ultrazvočne sonotrode.

Zakaj Hielscher Ultrasonics?

  • visoka učinkovitost
  • Najsodobnejša tehnologija
  • Zanesljivost & Robustnosti
  • Serije & Inline
  • za poljubno količino
  • Inteligentna programska oprema
  • pametne funkcije (npr. protokoliranje podatkov)
  • CIP (čiščenje na mestu)

Vprašajte nas danes za dodatne tehnične informacije, cene in nezavezujočo ponudbo. Naše dolgoletno izkušeno osebje vam z veseljem svetuje!
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:

Obseg serije Pretok Priporočene naprave
1 do 500 ml 10 do 200 ml? min UP100H
10 do 2000 ml 20 do 400 ml? min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 00,2 do 4 l/min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10 l/min UIP4000hdT
n.a. 10 do 100 l/min UIP16000
n.a. Večji Grozd UIP16000

Kontaktirajte nas!? Vprašajte nas!

Vprašajte za več informacij

Prosimo, uporabite spodnji obrazec, da zahtevate dodatne informacije o ultrazvočnih procesorjih, aplikacijah in ceni. Z veseljem bomo razpravljali o vašem postopku z vami in vam ponudili ultrazvočni sistem, ki ustreza vašim zahtevam!









Prosimo, upoštevajte naše Politika zasebnosti.




Hielscher SonoStation omogoča enostavno ultrazvočno razbijanje srednje velikih serij z uporabo reaktorja s pretočnimi celicami.
Kompaktna SonoStation združuje 38-litrski mešani rezervoar z nastavljivo progresivno votlino, ki lahko napaja 3 litre na minuto v enega ali dva reaktorja ultrazvočnih pretočnih celic.

Ultrazvočna mešalna postaja - SonoStation z 2 x 2000 vatnimi homogenizatorji

Sličica videoposnetka

Ultrazvočni homogenizatorji z visokim striženjem se uporabljajo v laboratorijski, namizni, pilotni in industrijski obdelavi.

Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje za mešanje, disperzijo, emulgacijo in ekstrakcijo v laboratorijski, pilotni in industrijski ravni.



Dejstva, ki jih je vredno vedeti

Za kaj se uporabljajo hidrogeli?

Hidrogeli se uporabljajo v številnih panogah, kot so farmacija za dostavo zdravil (npr. časovno sproščena, peroralna, intravenska, lokalna ali rektalna dostava zdravil), medicina (npr. kot odri v tkivnem inženiringu, prsni vsadki, biomehanski materiali, obloge za rane), kozmetični izdelki, izdelki za nego (npr. kontaktne leče, plenice, higienski vložki), kmetijstvo (npr. za pesticidne formulacije, zrnca za zadrževanje vlage v tleh na sušnih območjih), raziskave materialov kot funkcionalnih polimerov (npr. eksplozivi v vodnem gelu, inkapsulacija kvantnih pik, termodinamična proizvodnja električne energije), odvajanje premoga, umetni sneg, aditivi za živila in drugi izdelki (npr. lepilo).

Razvrstitev hidrogelov

Pri razvrstitvi hidrogelov glede na njihovo fizikalno strukturo lahko razvrstimo na naslednji način:

  • amorfno (nekristalno)
  • polkristalna: kompleksna mešanica amorfne in kristalne faze
  • Kristalni

Ko se hidrogeli osredotočajo na polimerno sestavo, lahko razvrstimo tudi v naslednje tri kategorije:

  • Homopolimerni hidrogeli
  • kopolimerni hidrogeli
  • multipolimerni hidrogeli? IPN hidrogeli

Glede na vrsto navzkrižnega povezovanja se hidrogeli razvrščajo v:

  • kemično umrežena omrežja: trajna stičišča
  • fizično premrežena omrežja: prehodna križišča

Fizični videz vodi do razvrstitve v:

  • matrika
  • film
  • mikrosfera

Razvrstitev na podlagi električnega naboja omrežja:

  • neionska (nevtralna)
  • ionske (vključno z anionskimi ali kationskimi)
  • amfoterni elektrolit (amfolitski)
  • zwitterionic (polibetaini)

Literatura? Reference


Hielscher Ultrasonics dobavlja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje od laboratorijske do industrijske velikosti.

High performance ultrasonics! Hielscher’s product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Z veseljem bomo razpravljali o vašem postopku.

Let's get in contact.