Sản xuất hydrogel thuận lợi thông qua Ultrasonication

Sonication là một kỹ thuật hiệu quả cao, đáng tin cậy và đơn giản để chuẩn bị hydrogel hiệu suất cao. Các hydrogel này cung cấp các tính chất vật liệu tuyệt vời như khả năng hấp thụ, độ nhớt, độ bền cơ học, mô đun nén và chức năng tự phục hồi.

Siêu âm trùng hợp và phân tán cho sản xuất Hydrogel

Ultrasonication is used to initiate cross-linking and polymerization during hydrogel production. Ultrasonic dispersion is used to distribute nanoparticles in hydrogels.Hydrogels là mạng polymer ba chiều ưa nước có khả năng hấp thụ một lượng lớn nước hoặc chất lỏng. Hydrogels thể hiện khả năng sưng phi thường. Các khối xây dựng phổ biến của hydrgel bao gồm rượu polyvinyl, polyethylene glycol, natri polyacrylate, polyme acrylate, carbomers, polysaccharides hoặc polypeptide với số lượng lớn các nhóm ưa nước, và protein tự nhiên như collagen, gelatine và fibrin.
Cái gọi là hydrogel lai bao gồm các vật liệu khác nhau về mặt hóa học, chức năng và hình thái khác nhau, chẳng hạn như protein, peptide hoặc cấu trúc nano - / vi mô.
Siêu âm phân tán được sử dụng rộng rãi như một kỹ thuật hiệu quả cao và đáng tin cậy để đồng nhất các vật liệu nano như ống nano carbon (CNTs, MWCNTs, SWCNTs), tinh thể nano cellulose, sợi nano chitin, titanium dioxide, hạt nano bạc, protein và các cấu trúc micron hoặc nano khác vào ma trận polymer của hydrogels. Điều này làm cho sonication một công cụ chính để sản xuất hydrogel hiệu suất cao với những phẩm chất phi thường.

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Ultrasonic cavitation promotes the cross-linking and polymerization during hydrogel synthesis. Ultrasonic dispersion facilitates the uniform distribution of nanomaterials for hybrid hydrogel fabrication.

Máy siêu âm UIP1000hdT với lò phản ứng thủy tinh để tổng hợp hydrogel

Những gì nghiên cứu cho thấy – Siêu âm Hydrogel chuẩn bị

Đầu tiên, ultrasonication thúc đẩy trùng hợp và liên kết chéo phản ứng trong quá trình hình thành hydrogel.
Thứ hai, ultrasonication đã được chứng minh là kỹ thuật phân tán đáng tin cậy và hiệu quả để sản xuất hydrogels và nanocomposite hydrogels.

Siêu âm cross-linking và trùng hợp của Hydrogels

Ultrasonication hỗ trợ sự hình thành các mạng polymer trong quá trình tổng hợp hydrogel thông qua thế hệ gốc tự do. Sóng siêu âm cường độ cao tạo ra cavitation âm thanh gây ra lực cắt cao, cắt phân tử và hình thành gốc tự do.

Cass et al. (2010) đã chuẩn bị một số "hydrogel acrylic đã được chuẩn bị thông qua sự trùng hợp siêu âm của monome hòa tan trong nước và macromonomers. Siêu âm được sử dụng để tạo ra các gốc tự do bắt đầu trong các chất tan monome nước nhớt bằng cách sử dụng các chất phụ gia glycerol, sorbitol hoặc glucose trong một hệ thống mở ở 37 ° C. Các chất phụ gia hòa tan trong nước rất cần thiết cho sản xuất hydrogel, glycerol là hiệu quả nhất. Hydrogel được chuẩn bị từ monome 2-hydroxyethyl methacrylate, poly (ethylene glycol) dimethacrylate, dextran methacrylate, axit acrylic / ethylene glycol dimethacrylate và acrylamide / bis-acrylamide. [Cass và cộng sự 2010] Ứng dụng siêu âm bằng cách sử dụng một ultrasonicator thăm dò đã được tìm thấy là một phương pháp hiệu quả để trùng hợp các monome vinyl hòa tan trong nước và chuẩn bị tiếp theo của hydrogels. Sự trùng hợp ultrasonically bắt đầu xảy ra nhanh chóng trong trường hợp không có người khởi xướng hóa học.

Siêu âm phân tán của silica fumed: Hielscher siêu âm homogenizer UP400S phân tán bột silica nhanh và hiệu quả thành các hạt nano duy nhất.

Phân tán fumed Silicia trong nước bằng cách sử dụng UP400S

Siêu âm phân tán của

  • hạt nano, ví dụ TiO2
  • ống nano carbon (CNTs)
  • cellulose nanocrystals (CNCs)
  • sợi nano cellulose
  • nướu răng, ví dụ xanthan, kẹo cao su hạt hiền triết
  • Protein
Video cho thấy bộ phân tán siêu âm UP400ST để sản xuất hydrogel. Sonication là một kỹ thuật hiệu quả để tạo ra sự phân tán nano và thúc đẩy sự tổng hợp hydrogel hiệu suất cao.

Siêu âm nano-phân tán với ultrasonicator UP400ST

 

Hydrogel formation via ultrasonically-assisted gelation using the ultrasonicator UP100H

Hydrogel hình thành thông qua ultrasonically hỗ trợ gelation bằng cách sử dụng các ultrasonicator UP100H

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Ultrasonication tương thích với tất cả các loại polyme và biopolyme và cho phép tăng cường hydrogel lai với các vật liệu có cấu trúc nano như hạt nano, nanocrystals hoặc sợi nano. Gia cố hydrogel với các vật liệu nano khác nhau cho phép sửa đổi và kiểm soát các tính chất hóa lý và cơ học rheo của hydrogel nanocomposite, vì cấu trúc vi mô là yếu tố chính cho các tính chất vật liệu thu được.

Ultrasonication is applied to produce high-performance hydrogels containing nano-materials

SEM của poly (acrylamide-co-itaconic acid hydrogel có chứa MWCNTs. Các MWCNTs đã được ultrasonically phân tán bằng cách sử dụng ultrasonicator UP200S.
nghiên cứu và hình ảnh: Mohammadinezhada et al., 2018

Chế tạo Poly (axit acrylamide-co-itaconic) – MWCNT Hydrogel sử dụng Sonication

Mohammadinezhada et al. (2018) đã sản xuất thành công một hỗn hợp hydrogel siêu thấm có chứa poly (axit acrylamide-co-itaconic) và ống nano carbon đa thành (MWCNTs). Ultrasonication được thực hiện với thiết bị siêu âm Hielscher UP200S. Sự ổn định của hydrogel tăng lên với tỷ lệ MWCNTs tăng, có thể được quy cho bản chất kỵ nước của MWCNTs cũng như sự gia tăng mật độ crosslinker. Khả năng giữ nước (WRC) của hydrogel P (AAm-co-IA) cũng được tăng lên với sự hiện diện của MWCNT (10 wt%). Trong nghiên cứu này, tác dụng của ultrasonication được đánh giá vượt trội liên quan đến sự phân phối đồng đều của các ống nano carbon trên bề mặt polymer. MWCNTs còn nguyên vẹn mà không có bất kỳ sự gián đoạn nào trong cấu trúc polymer. Ngoài ra, sức mạnh của nanocomposite thu được và khả năng giữ nước của nó và sự hấp thụ các vật liệu hòa tan khác như Pb (II) đã được tăng lên. Sonication đã phá vỡ người khởi xướng và phân tán MWCNTs như một chất độn tuyệt vời trong chuỗi polymer dưới nhiệt độ ngày càng tăng.
Các nhà nghiên cứu kết luận rằng những "điều kiện phản ứng không thể đạt được thông qua các phương pháp thông thường, và sự đồng nhất và phân tán tốt của các hạt vào vật chủ không thể đạt được. Ngoài ra, quá trình sonication các hạt nano riêng biệt thành hạt đơn, trong khi khuấy không thể làm điều này. Một cơ chế khác để giảm kích thước là ảnh hưởng của sóng âm mạnh mẽ lên các liên kết thứ cấp như liên kết hydro mà chiếu xạ này phá vỡ liên kết H của các hạt, và sau đó, phân ly các hạt tổng hợp và tăng số lượng các nhóm hấp phụ tự do như -OH và khả năng tiếp cận. Do đó, điều này quan trọng xảy ra làm cho quá trình sonication như một phương pháp vượt trội hơn những người khác như khuấy từ áp dụng trong các tài liệu. [Mohammadinezhada và cộng sự, 2018]

Ultrasonicators hiệu suất cao cho tổng hợp Hydrogel

Hielscher Ultrasonics sản xuất thiết bị siêu âm hiệu suất cao để tổng hợp hydrogels. Từ R cỡ nhỏ và trung bình&D và ultrasonicators thí điểm để hệ thống công nghiệp cho sản xuất hydrogel thương mại trong chế độ liên tục, Hielscher Ultrasonics có yêu cầu quá trình của bạn được bảo hiểm.
Ultrasonicators cấp công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao, cho phép các phản ứng liên kết chéo và trùng hợp đáng tin cậy và sự phân tán đồng đều của các hạt nano. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7/365. Đối với biên độ thậm chí cao hơn, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn.

Tại sao Hielscher Ultrasonics?

  • hiệu quả cao
  • Công nghệ tiên tiến
  • Độ tin cậy & Mạnh mẽ
  • Lô & Inline
  • cho bất kỳ ổ đĩa nào
  • phần mềm thông minh
  • các tính năng thông minh (ví dụ: giao thức dữ liệu)
  • CIP (sạch tại chỗ)

Hãy hỏi chúng tôi ngay hôm nay để biết thêm thông tin kỹ thuật, giá cả và báo giá không bắt buộc. Đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm lâu năm của chúng tôi rất vui được tham khảo ý kiến của bạn!
Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm:

batch Khối lượng Tốc độ dòng Thiết bị khuyến nghị
1 đến 500ml 10 đến 200mL / phút UP100H
10 đến 2000mL 20 đến 400mL / phút UP200Ht, UP400St
0.1 đến 20L 00,2 đến 4L / phút UIP2000hdT
10 đến 100L 2 đến 10L / phút UIP4000hdT
N.A. 10 đến 100L / phút UIP16000
N.A. lớn hơn Cụm UIP16000

Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!

Yêu cầu thêm thông tin

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây để yêu cầu thêm thông tin về bộ vi xử lý siêu âm, ứng dụng và giá cả. Chúng tôi sẽ vui mừng để thảo luận về quá trình của bạn với bạn và để cung cấp cho bạn một hệ thống siêu âm đáp ứng yêu cầu của bạn!










Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics sản xuất hiệu suất cao siêu âm homogenizers cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ tương và khai thác trên phòng thí nghiệm, thí điểm và quy mô công nghiệp.

Văn học/tài liệu tham khảo



Sự kiện đáng biết

Hydrogels được sử dụng để làm gì?

Hydrogels được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như trong dược phẩm để phân phối thuốc (ví dụ: phát hành thời gian, uống, tiêm tĩnh mạch, phân phối thuốc tại chỗ hoặc trực tràng), thuốc (ví dụ như giàn giáo trong kỹ thuật mô, cấy ghép vú, vật liệu cơ sinh học, băng vết thương), sản phẩm mỹ phẩm, sản phẩm chăm sóc (ví dụ: kính áp tròng, tã, khăn ăn vệ sinh), nông nghiệp (ví dụ: đối với công thức thuốc trừ sâu, hạt để giữ độ ẩm đất ở khu vực khô cằn), nghiên cứu vật liệu như polyme chức năng (ví dụ: , đóng gói các chấm lượng tử, phát điện nhiệt động lực học), khử nước than, tuyết nhân tạo, phụ gia thực phẩm và các sản phẩm khác (ví dụ: keo).

Phân loại hydrogels

Khi phân loại hydrogel được thực hiện tùy thuộc vào cấu trúc vật lý của chúng có thể được phân loại như sau:

  • vô định hình (không kết tinh)
  • semicrystalline: Một hỗn hợp phức tạp của các pha vô định hình và tinh thể
  • Tinh

Khi tập trung vào thành phần polymer, hydrogel cũng có thể được phân loại thành ba loại sau:

  • hydrogel homopolymeric
  • hydrogel copolymeric
  • hydrogel đa phân / hydrogel IPN

Dựa trên loại liên kết chéo, hydrogel được phân loại thành:

  • mạng liên kết chéo hóa học: ngã ba vĩnh viễn
  • mạng liên kết chéo vật lý: các ngã ba thoáng qua

Ngoại hình dẫn đến phân loại thành:

  • Ma trận
  • Phim
  • vi cầu

Phân loại dựa trên điện tích mạng:

  • nonionic (trung tính)
  • ion (bao gồm anion hoặc cation)
  • chất điện ly amphoteric (ampholytic)
  • zwitterionic (polybetaines)

Hielscher Ultrasonics supplies high-performance ultrasonic homogenizers from lab to industrial size.

Ultrasonics hiệu suất cao! Phạm vi sản phẩm của Hielscher bao gồm toàn bộ quang phổ từ ultrasonicator phòng thí nghiệm nhỏ gọn trên các đơn vị băng ghế dự bị hàng đầu đến các hệ thống siêu âm công nghiệp đầy đủ.