Prodhimi i favorshëm i hidrogeleve me anë të trajtimit me ultratinguj

Trajtimi me ultratinguj është një teknikë shumë e efektshme, e besueshme dhe e thjeshtë për përgatitjen e hidrogeleve me performancë të lartë. Këto hidrogele ofrojnë veti të shkëlqyera të materialit, si kapacitetet përthithëse, viskoelasticiteti, qëndrueshmëria mekanike, moduli i ngjeshjes dhe aftësitë vetëriparuese.

Polimerizimi dhe dispergimi me ultratinguj për prodhimin e hidrogeleve

Hidrogelet janë rrjete polimerike hidrofile, tredimensionale, që mund të përthithin sasi të mëdha uji ose lëngjesh. Hidrogelet shfaqin një kapacitet të jashtëzakonshëm fryrjeje. Përbërësit bazë të zakonshëm të hidrogeleve përfshijnë alkoolin polivinilik, polietilen glikolin, poliakrilatin e natriumit, polimeret akrilate, karbomerët, polisakaridet ose polipeptidet me një numër të madh grupesh hidrofile dhe proteinat natyrore si kolagjeni, xhelatina dhe fibrina.
Të ashtuquajturat hidrogele hibride përbëhen nga materiale të ndryshme, të dallueshme nga ana kimike, funksionale dhe morfologjike, si proteinat, peptidet ose nanostrukturat / mikrostrukturat.
Dispergimi me ultratinguj përdoret gjerësisht si një teknikë shumë efikase dhe e besueshme për homogjenizimin e nanomaterialeve si nanotubat e karbonit (CNTs, MWCNTs, SWCNTs), nanokristalet e celulozës, nanofibrat e kitinës, dioksidi i titanit, nanogrimcat e argjendit, proteinat dhe mikrostrukturat ose nanostrukturat e tjera në matricën polimerike të hidrogeleve. Kjo e bën trajtimin me ultratinguj një mjet kryesor për prodhimin e hidrogeleve me performancë të lartë dhe cilësi të jashtëzakonshme.

Çfarë tregojnë kërkimet – Përgatitja e hidrogeleve me ultratinguj

Së pari, trajtimi me ultratinguj nxit reaksionet e polimerizimit dhe të ndërlidhjes gjatë formimit të hidrogeleve.
Së dyti, trajtimi me ultratinguj është dëshmuar si një teknikë dispergimi e besueshme dhe e efektshme për prodhimin e hidrogeleve dhe të hidrogeleve nanokompozite.

Ndërlidhja dhe polimerizimi i hidrogeleve me ultratinguj

Trajtimi me ultratinguj ndihmon formimin e rrjeteve polimerike gjatë sintezës së hidrogeleve nëpërmjet gjenerimit të radikaleve të lira. Valët intensive të ultratingujve gjenerojnë kavitacion akustik, i cili shkakton forca të larta prerëse, prerje molekulare dhe formim të radikaleve të lira.

Cass et al. (2010) përgatitën disa “hidrogele akrilike nëpërmjet polimerizimit me ultratinguj të monomerëve dhe makromonomerëve të tretshëm në ujë. Ultratingujt u përdorën për të krijuar radikale iniciuese në tretësira ujore viskoze të monomerëve, duke përdorur aditivët glicerinë, sorbitol ose glukozë në një sistem të hapur në 37°C. Aditivët e tretshëm në ujë ishin thelbësorë për prodhimin e hidrogeleve, ku glicerina ishte më e efektshmja. Hidrogelet u përgatitën nga monomerët metakrilat i 2-hidroksietilit, dimetakrilat i poli(etilen glikolit), metakrilat i dekstranit, acid akrilik/dimetakrilat i etilen glikolit dhe akrilamid/bis-akrilamid.” [Cass et al. 2010] U konstatua se aplikimi i ultratingujve duke përdorur një ultrasonikator me sondë ishte një metodë e efektshme për polimerizimin e monomerëve vinilikë të tretshëm në ujë dhe përgatitjen pasuese të hidrogeleve. Polimerizimi i iniciuar me ultratinguj ndodh shpejt në mungesë të një iniciuesi kimik.
Gjeni këtu protokollin e plotë të studimit!
 

Dispergimi tejzanor i silicës pirogjenike: Homogjenizuesi tejzanor Hielscher UP400S e dispergon pluhurin e silicës shpejt dhe me efikasitet në nanogrimca të veçuara.

Lexoni më shumë rreth sintezës me ultratinguj të hidrogeleve nanokompozite dhe nanogeleve!

Trajtimi me ultratinguj është i pajtueshëm me të gjitha llojet e polimerëve dhe biopolimerëve dhe mundëson përforcimin e hidrogeleve hibride me materiale të nanostrukturuara si nanogrimcat, nanokristalet ose nanofibrat. Përforcimi i hidrogeleve me nanomateriale të ndryshme mundëson modifikimin dhe kontrollin e vetive fizikokimike dhe reomekanike të hidrogeleve nanokompozite, pasi mikrostrukturat janë faktori kyç për vetitë e materialit të përftuar.

Prodhimi i hidrogelit poli(akrilamid-ko-acid itakonik) – MWCNT duke përdorur sonikimin

Mohammadinezhada et al. (2018) prodhuan me sukses një kompozit hidrogeli superabsorbues që përmban poli(akrilamid-ko-acid itakonik) dhe nanotuba karboni me shumë mure (MWCNT). Trajtimi me ultratinguj u krye me pajisjen me ultratinguj Hielscher UP200S. Stabiliteti i hidrogelit u rrit me rritjen e përpjesëtimit të MWCNT-ve, gjë që mund t’i atribuohet natyrës hidrofobe të MWCNT-ve, si dhe rritjes së dendësisë së agjentit ndërlidhës. Kapaciteti i mbajtjes së ujit (WRC) i hidrogelit P(AAm-co-IA) gjithashtu u rrit në praninë e MWCNT-ve (10 wt%). Në këtë studim, efektet e trajtimit me ultratinguj u vlerësuan si superiore për sa i përket shpërndarjes uniforme të nanotubave të karbonit në sipërfaqen e polimerit. MWCNT-të mbetën të paprekur, pa asnjë ndërprerje në strukturën polimerike. Gjithashtu, u rritën rezistenca e nanokompozitit të përftuar, kapaciteti i tij i mbajtjes së ujit dhe përthithja e materialeve të tjera të tretshme si Pb (II). Sonikimi zbërtheu iniciuesin dhe dispersoi MWCNT-të si një mbushës i shkëlqyer në zinxhirët polimerikë gjatë rritjes së temperaturës.
Studiuesit arrijnë në përfundimin se këto “kushte reaksioni nuk mund të arrihen përmes metodave konvencionale dhe se homogjeniteti dhe dispersimi i mirë i grimcave në matricën pritëse nuk mund të arrihen. Për më tepër, procesi i sonikimit i ndan nanogrimcat në grimca individuale, ndërsa përzierja nuk mund ta bëjë këtë. Një mekanizëm tjetër për zvogëlimin e madhësisë është efekti i valëve të fuqishme akustike mbi lidhjet dytësore, si lidhjet hidrogjenore, ku ky rrezatim prish lidhjet hidrogjenore të grimcave dhe, më pas, ndan grimcat e agreguara dhe rrit numrin e grupeve të lira adsorbuese si -OH dhe qasshmërinë e tyre. Kështu, kjo dukuri e rëndësishme e bën procesin e sonikimit një metodë superiore ndaj metodave të tjera, si përzierja magnetike e përdorur në literaturë.” [Mohammadinezhada et al., 2018]

Sonikatorë me performancë të lartë për sintezën e hidrogeleve

Hielscher Ultrasonics prodhon pajisje me ultratinguj me performancë të lartë për sintezën e hidrogeleve. Nga sonikatorët e vegjël dhe të mesëm për kërkim dhe zhvillim dhe për shkallë pilot deri te sistemet industriale për prodhimin komercial të hidrogeleve në regjim të vazhdueshëm, Hielscher Ultrasonics plotëson kërkesat e procesit tuaj.
Sonikatorët e kategorisë industriale mund të ofrojnë amplituda shumë të larta, të cilat mundësojnë reaksione të besueshme ndërlidhjeje dhe polimerizimi dhe dispersimin uniform të nanogrimcave. Amplitudat deri në 200µm mund të mbahen lehtësisht në mënyrë të vazhdueshme gjatë funksionimit 24/7/365. Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotroda ultrasonike të përshtatura sipas kërkesave.

Na kërkoni sot informacion teknik shtesë, çmime dhe një ofertë pa detyrim. Stafi ynë me përvojë shumëvjeçare do t’ju këshillojë me kënaqësi!
Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të sonikatorëve tanë:

SonoStation i Hielscher lehtëson trajtimin me ultratinguj të sasive mesatare duke përdorur një reaktor me qelizë rrjedhëse. SonoStation kompakt kombinon një rezervuar 38 litra me përzierje mekanike me një pompë të rregullueshme me kavitet progresiv, e cila mund të furnizojë deri në 3 litra në minutë në një ose dy reaktorë me qelizë rrjedhëse me ultratinguj.