การผลิตไฮโดรเจลที่ได้เปรียบผ่าน Ultrasonication
Sonication เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงเชื่อถือได้และเรียบง่ายสําหรับการเตรียมไฮโดรเจลประสิทธิภาพสูง ไฮโดรเจลเหล่านี้มีคุณสมบัติเป็นวัสดุที่ยอดเยี่ยมเช่นความสามารถในการดูดซับความหนืดความแข็งแรงเชิงกลโมดูลัสการบีบอัดและฟังก์ชั่นการรักษาตัวเอง
อัลตราโซนิกพอลิเมอและการกระจายสําหรับการผลิตไฮโดรเจล
ไฮโดรเจลเป็นเครือข่ายโพลีเมอร์สามมิติที่ไม่ชอบน้ําที่สามารถดูดซับน้ําหรือของเหลวในปริมาณมาก ไฮโดรเจลมีความสามารถในการบวมเป็นพิเศษ บล็อกอาคารทั่วไปของ hydrgels ได้แก่ โพลีไวนิลแอลกอฮอล์โพลีเอทิลีนไกลคอลโซเดียมโพลีอะคริเลตโพลีเมอร์อะคริเลตคาร์โบเมอร์โพลีแซคคาไรด์หรือโพลีเปปไทด์ที่มีกลุ่มไฮโดรฟิลจํานวนมากและโปรตีนธรรมชาติเช่นคอลลาเจนเจลาตินและไฟบริน
ไฮโดรเจลไฮบริดที่เรียกว่าประกอบด้วยวัสดุที่แตกต่างกันทางเคมีการทํางานและสัณฐานวิทยาต่างๆเช่นโปรตีนเปปไทด์หรือโครงสร้างนาโน / ไมโคร
การกระจายอัลตราโซนิกใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้ในการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันวัสดุนาโนเช่นท่อนาโนคาร์บอน (CNTs, MWCNTs, SWCNTs), เซลลูโลสนาโนคริสตัล, ไคตินนาโนไฟเบอร์, ไทเทเนียมไดออกไซด์, อนุภาคนาโนเงิน, โปรตีนและไมครอนอื่น ๆ - หรือโครงสร้างนาโนในเมทริกซ์พอลิเมอร์ของไฮโดรเจล สิ่งนี้ทําให้ sonication เป็นเครื่องมือหลักในการผลิตไฮโดรเจลประสิทธิภาพสูงที่มีคุณสมบัติพิเศษ

ultrasonicator UIP1000hdT กับเครื่องปฏิกรณ์แก้วสําหรับการสังเคราะห์ไฮโดรเจล
สิ่งที่วิจัยแสดงให้เห็น – อัลตราโซนิกไฮโดรเจลเตรียม
ครั้งแรก ultrasonication ส่งเสริมพอลิเมอและปฏิกิริยาการเชื่อมโยงข้ามในระหว่างการก่อไฮโดรเจล
ประการที่สอง ultrasonication ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเทคนิคการกระจายที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสําหรับการผลิตไฮโดรเจลและไฮโดรเจลนาโนคอมโพสิต
อัลตราโซนิกข้ามการเชื่อมโยงและพอลิเมอของไฮโดรเจล
Ultrasonication ช่วยในการสร้างเครือข่ายพอลิเมอร์ในระหว่างการสังเคราะห์ไฮโดรเจลผ่านการสร้างอนุมูลอิสระ คลื่นอัลตราซาวนด์ที่รุนแรงสร้างโพรงอากาศอะคูสติกซึ่งทําให้เกิดแรงเฉือนสูงตัดโมเลกุลและการก่อตัวของอนุมูลอิสระ
Cass et al. (2010) เตรียม "ไฮโดรเจลอะคริลิค" หลายเครื่องจัดทําขึ้นผ่านพอลิเมออัลตราโซนิกของโมโนเมอร์ที่ละลายน้ําได้และ macromonomers อัลตราซาวนด์ถูกใช้เพื่อสร้างอนุมูลอิสระใน soluions monomer น้ําหนืดโดยใช้สารเติมแต่งกลีเซอรอลซอร์บิทอลหรือกลูโคสในระบบเปิดที่ 37 ° C สารเติมแต่งที่ละลายน้ําได้เป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการผลิตไฮโดรเจลกลีเซอรอลมีประสิทธิภาพมากที่สุด ไฮโดรเจลถูกจัดทําขึ้นจากโมโนเมอร์ 2-ไฮดรอกซีเอทิลเมทาคริเลตโพลี (เอทิลีนไกลคอล) dimethacrylate, dextran methacrylate, กรดอะคริลิค / เอทิลีนไกลคอล dimethacrylate และอะคริลาไมด์ / บิสอะคริลาไมด์" [แคส et al. 2010] การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์โดยใช้ ultrasonicator สอบสวนพบว่าเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสําหรับพอลิเมอของโมโนเมอร์ไวนิลที่ละลายน้ําได้และการเตรียมไฮโดรเจลที่ตามมา พอลิเมอที่เริ่มต้น ultrasonically เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในกรณีที่ไม่มีตัวเริ่มต้นทางเคมี
- อนุภาคนาโน เช่น TiO2
- ท่อนาโนคาร์บอน (CNTs)
- เซลลูโลส nanocrystals (CNCs)
- เซลลูโลสนาโนไฟเบอร์
- เหงือก, eของกรัมของxanthan, ปราชญ์เมล็ดเหงือก
- โปรตีน

SEM ของโพลี (อะคริลาไมด์ - กรด co-itaconic ไฮโดรเจลที่มี MWCNTs MWCNTs ถูกแยกย้ายกันไปอย่างล้ําเสียงโดยใช้ ultrasonicator UP200S.
การศึกษาและภาพ: Mohammadinezhada et al., 2018
การผลิตโพลี (อะคริลาไมด์ - กรดโคอิตาโคนิก) – ไฮโดรเจล MWCNT ใช้ Sonication
Mohammadinezhada et al. (2018) ประสบความสําเร็จในการผลิตคอมโพสิตไฮโดรเจล superabsorbent ที่มีโพลี (กรดอะคริลาไมด์ - co-itaconic) และท่อนาโนคาร์บอนหลายผนัง (MWCNTs) Ultrasonication ได้ดําเนินการกับอุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher UP200S. ความเสถียรของไฮโดรเจลเพิ่มขึ้นด้วยการเพิ่มอัตราส่วน MWCNTs ซึ่งอาจเป็นผลมาจากลักษณะที่ไม่ชอบน้ําของ MWCNTs รวมถึงการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของ crosslinker ความสามารถในการกักเก็บน้ํา (WRC) ของไฮโดรเจล P (AAm-co-IA) ก็เพิ่มขึ้นเช่นกันในการปรากฏตัวของ MWCNT (10 wt%) ในการศึกษานี้ผลกระทบของ ultrasonication ได้รับการจัดอันดับที่เหนือกว่าในเรื่องการกระจายสม่ําเสมอของท่อนาโนคาร์บอนบนพื้นผิวพอลิเมอร์ MWCNTs ไม่บุบสลายโดยไม่หยุดชะงักในโครงสร้างพอลิเมอร์ นอกจากนี้ความแข็งแรงของนาโนคอมโพสิตที่ได้รับและความสามารถในการเก็บรักษาน้ําและการดูดซึมของวัสดุที่ละลายน้ําได้อื่น ๆ เช่น Pb (II) เพิ่มขึ้น Sonication ทําลายตัวเริ่มต้นและกระจาย MWCNTs เป็นฟิลเลอร์ที่ยอดเยี่ยมในโซ่พอลิเมอร์ภายใต้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
นักวิจัยสรุปว่า "เงื่อนไขปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่สามารถทําได้ด้วยวิธีการทั่วไปและความเป็นเนื้อเดียวกันและการกระจายตัวของอนุภาคที่ดีลงในโฮสต์ไม่สามารถทําได้ นอกจากนี้กระบวนการ sonication แยกอนุภาคนาโนเป็นอนุภาคเดียวในขณะที่กวนไม่สามารถทําเช่นนี้ กลไกอื่นสําหรับการลดขนาดคือผลกระทบของคลื่นอะคูสติกที่มีประสิทธิภาพต่อพันธะทุติยภาวะเช่นพันธะไฮโดรเจนซึ่งการฉายรังสีนี้ทําลายพันธะ H ของอนุภาคและต่อมาแยกอนุภาครวมและเพิ่มจํานวนกลุ่มดูดซับฟรีเช่น -OH และการเข้าถึง ดังนั้นสิ่งที่เกิดขึ้นที่สําคัญนี้ทําให้กระบวนการ sonication เป็นวิธีที่เหนือกว่าคนอื่น ๆ เช่นกวนแม่เหล็กที่ใช้ในวรรณคดี" [Mohammadinezhada et al., 2018]
Ultrasonicators ที่มีประสิทธิภาพสูงสําหรับการสังเคราะห์ไฮโดรเจล
Hielscher Ultrasonics ผลิตอุปกรณ์อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงสําหรับการสังเคราะห์ไฮโดรเจล จาก R ขนาดเล็กและขนาดกลาง&D และนักบิน ultrasonicators กับระบบอุตสาหกรรมสําหรับการผลิตไฮโดรเจลเชิงพาณิชย์ในโหมดต่อเนื่อง Hielscher Ultrasonics มีความต้องการกระบวนการของคุณครอบคลุม
ultrasonicators เกรดอุตสาหกรรมสามารถส่งมอบแอมพลิจูดที่สูงมากซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมโยงข้ามที่เชื่อถือได้และปฏิกิริยาพอลิเมอและการกระจายตัวสม่ําเสมอของอนุภาคนาโน แอมพลิจูดสูงสุด 200μm สามารถเรียกใช้อย่างต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการดําเนินงาน 24/7/365 สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้น sonotrodes ล้ําเสียงที่กําหนดเองที่มีอยู่
- ประสิทธิภาพสูง
- เทคโนโลยีล้ําหน้า
- ความเชื่อถือได้ & ความแข็งแรง
- ชุด & แบบอินไลน์
- สําหรับวอลุ่มใดๆ
- ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ
- คุณสมบัติอัจฉริยะ (เช่น โปรโตคอลข้อมูล)
- CIP (ทําความสะอาดในสถานที่)
สอบถามเราวันนี้สําหรับข้อมูลทางเทคนิคเพิ่มเติมการกําหนดราคาและใบเสนอราคาที่ไม่ใช่คําสั่ง พนักงานที่มีประสบการณ์มานานของเรายินดีที่จะให้คําปรึกษาคุณ!
ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา:
ปริมาณชุด | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนำ |
---|---|---|
1 ถึง 500mL | 10 ถึง 200mL / นาที | UP100H |
10 ถึง 2000ml | 20 ถึง 400ml / นาที | Uf200 ःที, UP400St |
00.1 เพื่อ 20L | 00.2 เพื่อ 4L / นาที | UIP2000hdT |
10 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
N.A. | 10 100L / นาที | UIP16000 |
N.A. | ที่มีขนาดใหญ่ | กลุ่มของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
ข้อเท็จจริงที่รู้
ไฮโดรเจลใช้สําหรับอะไร?
ไฮโดรเจลถูกนํามาใช้ในหลายอุตสาหกรรมเช่นในยาสําหรับการจัดส่งยา (เช่นปล่อยเวลา, ปาก, การจัดส่งยาทางหลอดเลือดดําเฉพาะหรือทางทวารหนัก) ยา (เช่นนั่งร้านในวิศวกรรมเนื้อเยื่อการปลูกถ่ายเต้านมวัสดุชีวกลศาสตร์แผล) ผลิตภัณฑ์เครื่องสําอางผลิตภัณฑ์ดูแล (เช่นคอนแทคเลนส์ผ้าอ้อมผ้าอนามัย) การเกษตร (เช่นสําหรับสูตรยาฆ่าแมลงเม็ดสําหรับเก็บความชื้นในดินในพื้นที่แห้งแล้ง) การวิจัยวัสดุเป็นพอลิเมอร์ที่ใช้งานได้ (เช่นเจลระเบิดน้ํา การห่อหุ้มจุดควอนตัมการผลิตไฟฟ้าอุณหพลศาสตร์) การบําบัดน้ําเสียจากถ่านหินหิมะเทียมวัตถุเจือปนอาหารและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ (เช่นกาว)
การจําแนกประเภทของไฮโดรเจล
เมื่อการจําแนกประเภทของไฮโดรเจลขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางกายภาพของพวกเขาสามารถจําแนกได้ดังนี้:
- อสัณฐาน (ไม่เป็นผลึก)
- อัณฐาน: ส่วนผสมที่ซับซ้อนของเฟสอสัณฐานและผลึก
- แจ๋ว
เมื่อมุ่งเน้นไปที่องค์ประกอบพอลิเมอร์ไฮโดรเจลยังสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทต่อไปนี้:
- ไฮโดรเจล homopolymeric
- ไฮโดรเจลโคพอลิเมริก
- ไฮโดรเจลหลายขั้ว / ไฮโดรเจล IPN
ตามประเภทของการเชื่อมโยงข้ามไฮโดรเจลแบ่งออกเป็น:
- เครือข่ายที่เชื่อมโยงกันทางเคมี: ทางแยกถาวร
- เครือข่ายที่เชื่อมโยงกันทางกายภาพ: ทางแยกชั่วคราว
ลักษณะทางกายภาพนําไปสู่การจําแนกประเภทเป็น:
- เมทริกซ์
- ฟิล์ม
- ไมโครสเฟียร์
การจําแนกประเภทตามประจุไฟฟ้าเครือข่าย:
- ไม่มีไอออน (เป็นกลาง)
- ไอออนิก (รวมถึงประจุบวกหรือประจุบวก)
- อิเล็กโทรไลต์ amphoteric (ampholytic)
- zwitterionic (โพลีเบเทนส์)
วรรณกรรม / อ้างอิง</2>
- โมฮัมมาดิเนซาดา, อาลีเรซา; มารันดี, โกลัม บาเกอรี; ฟาร์ซาดรูห์ มาจิด ชวาเดียน, ฮาเมเดรซา (2018): การสังเคราะห์โพลี (กรดอะคริลาไมด์ - โคอิตาโคนิก) / MWCNTs superabsorbent ไฮโดรเจลนาโนคอมโพสิตโดยเทคนิคอัลตราซาวนด์ช่วย: พฤติกรรมการบวมและความสามารถในการดูดซับ Pb (II). อัลตราโซนิก Sonochemistry ฉบับที่ 49, 2018 1-12.
- แคส ปีเตอร์ ผู้รู้, วอร์เรน; เปรีย, เอลีอานา; โฮล์มส์, นาตาลีพี; ฮิวส์ ทิม (2010): การเตรียมไฮโดรเจลผ่านพอลิเมอไรเซชันอัลตราโซนิก อัลตราโซนิก Sonochemistry เล่ม 17, ฉบับที่ 2, กุมภาพันธ์ 2010. 326-332.
- วิลฟาห์ท, เอ., สไตเนอร์,., โฮทเซล, เจ., คริสปิน, เอ็กซ์. (2019): แป้งข้าวโพดดัดแปลงกรดพิมพ์เป็นอิเล็กโทรไลต์ไฮโดรเจลโพลิเมอร์แบบไม่เป็นพิษและทิ้งใน supercapacitors. ฟิสิกส์ประยุกต์ A, 125(7), 474
- บิวทิลิน่า สเวตลานา เกิง, ชิยู; Laatikainen, Katri; ออคส์แมน, คริสติน่า (2020): เซลลูโลสนาโนคอมโพสิตไฮโดรเจล: จากสูตรถึงคุณสมบัติของวัสดุ พรมแดนเคมี, ฉบับที่ 8, 655, 2020
- รัทเกิร์ตส์, ลอเรนส์ เอ. เจ.; โซลตัน, อัล ฮาลิฟา; สุปรามานี, ราเมช; โทปรคีซาร์, บุรค; ราโมน เฮอร์แมน พาเดเรส, โมนิสซา ซี. เดอ บอร์กเกรฟ, วิม เอ็ม.; แพตเตอร์สัน, เจนนิเฟอร์ (2019): การสังเคราะห์ที่ปรับขนาดได้ที่แข็งแกร่งของอนุพันธ์ bis-urea ก่อตัวเป็น thixotropic และไซโตคอมแพทไซโตรพาเลต supramolecular ไฮโดรเจล. การสื่อสารทางเคมี ฉบับที่ 51, 2019.
- โอเลเย, เซเยด อาเมียร์; ราซาวี, เซเยด โมฮัมหมัด อาลี; มิกโคเนน, Kirsi S. (2018): คุณสมบัติทางเคมีกายภาพและรีโอเชิงกลของไทเทเนียมไดออกไซด์เสริมหมากฝรั่งเมล็ดนาโนไฮบริดไฮโดรเจล วารสารโมเลกุลชีวภาพนานาชาติ ปีที่ 118 ตอนที่ A ปี 2018 661-670.

อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง! ช่วงผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ครอบคลุมสเปกตรัมเต็มรูปแบบจาก ultrasonicator ห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดมากกว่าหน่วยม้านั่งด้านบนเพื่อระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ