การผลิตไฮโดรเจลที่ได้เปรียบผ่านอัลตราโซนิก

Sonication เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงเชื่อถือได้และง่ายสําหรับการเตรียมไฮโดรเจลประสิทธิภาพสูง ไฮโดรเจลเหล่านี้มีคุณสมบัติของวัสดุที่ยอดเยี่ยม เช่น ความสามารถในการดูดซับ ความหนืด ความแข็งแรงเชิงกล โมดูลัสการบีบอัด และฟังก์ชันการรักษาตัวเอง

อัลตราโซนิกพอลิเมอไรเซชันและการกระจายตัวสําหรับการผลิตไฮโดรเจล

ไฮโดรเจลเป็นเครือข่ายพอลิเมอร์สามมิติที่ชอบน้ําซึ่งสามารถดูดซับน้ําหรือของเหลวในปริมาณมาก ไฮโดรเจลมีความสามารถในการบวมที่ไม่ธรรมดา ส่วนประกอบทั่วไปของไฮดรอกเจล ได้แก่ โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ โพลีเอทิลีนไกลคอล โซเดียมโพลีอะคริเลต โพลีเมอร์อะคริเลต คาร์โบเมอร์ โพลีแซ็กคาไรด์ หรือโพลีเปปไทด์ที่มีกลุ่มที่ชอบน้ําจํานวนมาก และโปรตีนจากธรรมชาติ เช่น คอลลาเจน เจลาติน และไฟบริน
ไฮโดรเจลไฮบริดที่เรียกว่าประกอบด้วยวัสดุที่แตกต่างกันทางเคมี การทํางาน และสัณฐานวิทยา เช่น โปรตีน เปปไทด์ หรือโครงสร้างนาโน / จุลภาค
การกระจายตัวของอัลตราโซนิกถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้ในการทําให้วัสดุนาโนเป็นเนื้อเดียวกันเช่นท่อนาโนคาร์บอน (CNTs, MWCNT, SWCNT), ผลึกนาโนเซลลูโลส, เส้นใยนาโนไคติน, ไทเทเนียมไดออกไซด์, อนุภาคนาโนเงิน, โปรตีนและโครงสร้างไมครอนหรือนาโนอื่น ๆ ในเมทริกซ์โพลีเมอร์ของไฮโดรเจล สิ่งนี้ทําให้ sonication เป็นเครื่องมือหลักในการผลิตไฮโดรเจลประสิทธิภาพสูงที่มีคุณภาพพิเศษ

สิ่งที่การวิจัยแสดงให้เห็น – การเตรียมไฮโดรเจลอัลตราโซนิก

ประการแรกอัลตราโซนิกส่งเสริมการเกิดพอลิเมอไรเซชันและปฏิกิริยาเชื่อมขวางระหว่างการสร้างไฮโดรเจล
ประการที่สองอัลตราโซนิกได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเทคนิคการกระจายตัวที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสําหรับการผลิตไฮโดรเจลและนาโนคอมโพสิตไฮโดรเจล

การเชื่อมขวางอัลตราโซนิกและพอลิเมอไรเซชันของไฮโดรเจล

อัลตราโซนิกช่วยในการสร้างเครือข่ายโพลีเมอร์ในระหว่างการสังเคราะห์ไฮโดรเจลผ่านการสร้างอนุมูลอิสระ คลื่นอัลตราซาวนด์ที่รุนแรงทําให้เกิดโพรงอากาศอะคูสติกซึ่งทําให้เกิดแรงเฉือนสูงแรงเฉือนโมเลกุลและการก่อตัวของอนุมูลอิสระ

Cass et al. (2010) เตรียม "อะคริลิกไฮโดรเจลหลายตัวที่เตรียมผ่านการพอลิเมอไรเซชันอัลตราโซนิกของโมโนเมอร์และแมคโครโมโนเมอร์ที่ละลายน้ําได้ อัลตราซาวนด์ถูกนํามาใช้เพื่อสร้างอนุมูลเริ่มต้นในสารละลายโมโนเมอร์ในน้ําหนืดโดยใช้สารเติมแต่งกลีเซอรอลซอร์บิทอลหรือกลูโคสในระบบเปิดที่อุณหภูมิ 37°C สารเติมแต่งที่ละลายน้ําได้เป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการผลิตไฮโดรเจล กลีเซอรอลมีประสิทธิภาพมากที่สุด ไฮโดรเจลถูกเตรียมจากโมโนเมอร์ 2-hydroxyethyl methacrylate, poly (ethylene glycol) dimethacrylate, dextran methacrylate, acid acrylic / ethylene glycol dimethacrylate และ acrylamide / bis-acrylamide" [Cass et al. 2010] การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์โดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกโพรบพบว่าเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสําหรับการพอลิเมอไรเซชันของไวนิลโมโนเมอร์ที่ละลายน้ําได้และการเตรียมไฮโดรเจลในภายหลัง พอลิเมอไรเซชันที่เริ่มต้นด้วยอัลตราโซนิกเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในกรณีที่ไม่มีตัวริเริ่มทางเคมี
ค้นหาโปรโตคอลทั้งหมดของการศึกษาที่นี่!
 

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสังเคราะห์อัลตราโซนิกของไฮโดรเจลนาโนคอมโพสิตและนาโนเจล!

Ultrasonication เข้ากันได้กับโพลีเมอร์และไบโอพอลิเมอร์ทุกชนิดและช่วยให้สามารถเสริมไฮโดรเจลไฮบริดด้วยวัสดุที่มีโครงสร้างนาโนเช่นอนุภาคนาโนคริสตัลนาโนหรือเส้นใยนาโน การเสริมไฮโดรเจลด้วยวัสดุนาโนต่างๆ ช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนและควบคุมคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์และรีโอทางกลของไฮโดรเจลนาโนคอมโพสิตได้เนื่องจากโครงสร้างจุลภาคเป็นปัจจัยสําคัญสําหรับคุณสมบัติของวัสดุที่ได้รับ

การผลิตโพลี (กรดอะคริลาไมด์-โค-อิตาโคนิก) – MWCNT ไฮโดรเจลโดยใช้ Sonication

Mohammadinezhada et al. (2018) ประสบความสําเร็จในการผลิตคอมโพสิตไฮโดรเจลดูดซับยิ่งยวดที่มีโพลี (กรดอะคริลาไมด์-โค-อิตาโคนิก) และท่อนาโนคาร์บอนหลายผนัง (MWCNT) อัลตราโซนิกดําเนินการด้วยอุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher ยูพี 200 เอส. ความเสถียรของไฮโดรเจลเพิ่มขึ้นตามอัตราส่วน MWCNTs ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งอาจเกิดจากลักษณะที่ไม่ชอบน้ําของ MWCNTs รวมถึงการเพิ่มความหนาแน่นของตัวเชื่อมขวาง ความสามารถในการกักเก็บน้ํา (WRC) ของไฮโดรเจล P(AAm-co-IA) ก็เพิ่มขึ้นเช่นกันเมื่อมี MWCNT (10 wt%) ในการศึกษานี้ผลกระทบของอัลตราโซนิกได้รับการจัดอันดับที่เหนือกว่าในแง่ของการกระจายที่สม่ําเสมอของท่อนาโนคาร์บอนบนพื้นผิวโพลีเมอร์ MWCNTs ไม่บุบสลายโดยไม่มีการหยุดชะงักในโครงสร้างพอลิเมอร์ นอกจากนี้ ความแข็งแรงของนาโนคอมโพสิตที่ได้รับและความสามารถในการกักเก็บน้ํา และการดูดซึมวัสดุที่ละลายน้ําได้อื่นๆ เช่น Pb (II) ยังเพิ่มขึ้น Sonication ทําลายตัวเริ่มต้นและกระจาย MWCNTs เป็นสารตัวเติมที่ดีเยี่ยมในโซ่โพลีเมอร์ภายใต้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
นักวิจัยสรุปว่า "สภาวะปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่สามารถทําได้ด้วยวิธีการทั่วไป และไม่สามารถบรรลุความเป็นเนื้อเดียวกันและการกระจายตัวที่ดีของอนุภาคเข้าสู่โฮสต์ได้ นอกจากนี้กระบวนการ sonication แยกอนุภาคนาโนออกเป็นอนุภาคเดียวในขณะที่การกวนไม่สามารถทําเช่นนี้ได้ กลไกอีกประการหนึ่งสําหรับการลดขนาดคือผลกระทบของคลื่นเสียงที่ทรงพลังต่อพันธะทุติยภูมิเช่นพันธะไฮโดรเจนซึ่งการฉายรังสีนี้จะทําลายพันธะ H ของอนุภาคและต่อมาจะแยกอนุภาคที่รวมเข้าด้วยกันและเพิ่มจํานวนกลุ่มดูดซับอิสระเช่น -OH และการเข้าถึง ดังนั้นเหตุการณ์สําคัญนี้ทําให้กระบวนการ sonication เป็นวิธีที่เหนือกว่าวิธีอื่น ๆ เช่นการกวนด้วยแม่เหล็กที่ใช้ในวรรณกรรม" [Mohammadinezhada et al., 2018]

เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการสังเคราะห์ไฮโดรเจล

Hielscher Ultrasonics ผลิตอุปกรณ์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการสังเคราะห์ไฮโดรเจล จากขนาดเล็กและขนาดกลาง R&เครื่องอัลตราโซนิก D และนําร่องไปยังระบบอุตสาหกรรมสําหรับการผลิตไฮโดรเจลเชิงพาณิชย์ในโหมดต่อเนื่อง Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมความต้องการในกระบวนการของคุณ
เครื่องอัลตราโซนิกเกรดอุตสาหกรรมสามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมขวางและปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันที่เชื่อถือได้และการกระจายตัวของอนุภาคนาโนอย่างสม่ําเสมอ แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24/7/365 สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นมี sonotrodes อัลตราโซนิกแบบกําหนดเอง

สอบถามข้อมูลทางเทคนิคเพิ่มเติม ราคา และใบเสนอราคาที่ไม่ผูกมัดกับเราวันนี้ พนักงานที่มีประสบการณ์มาอย่างยาวนานของเรายินดีที่จะให้คําปรึกษาคุณ!
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: