Šta je poli(2-hidroksietil metakrilat) (PHEMA)?
Hemijska struktura2-Hidroksietil metakrilat sastoji se od okosnice metakrilatnih jedinica koje se ponavljaju, sa visinom hidroksietil grupom (-CH2CH2OH) vezanom za svaku monomernu jedinicu. Ova kombinacija hidrofobne metakrilatne okosnice i hidrofilnih hidroksietilnih grupa daje proizvodu njegova jedinstvena svojstva, uključujući biokompatibilnost, hidrofilnost i sposobnost formiranja hidrogelova.
Jedinjenje koje proizvodimo i kopolimeri na bazi HEMA našli su široku primjenu u različitim poljima, kao što su:
Smjesa koju proizvodimo i kopolimeri na bazi HEMA koriste se u stomatološkim kompozitima, adhezivima i zaptivačima zbog svojih svojstava adhezije i kompatibilnosti sa zubnim strukturama.
Hidrofilna priroda spoja čini ga pogodnim za primjenu kontroliranog oslobađanja lijeka. Razlog je taj što može apsorbirati. Također oslobađa lijekove ili druge terapeutske agense.
Njihova sposobnost formiranja filmova i njihove adhezivne kvalitete. Dakle, premazi i ljepila nalaze primenu u širokom spektru sektora. To uključuje pakovanje, konstrukciju i automobilsku industriju.
Široka primjena proizvoda i potreba za njegovim otapanjem u različitim procesima. Dakle, ključno je razumjeti metode i rastvarače pogodne za otapanje ovog polimera.
Koji rastvarači mogu rastvoriti PHEMA?
2-Hidroksietil metakrilatje relativno polarni polimer zbog prisustva hidroksietilnih grupa u njegovoj strukturi. Kao rezultat toga, rastvorljiv je u različitim polarnim otapalima, uključujući:
Proizvod je rastvorljiv u vodi, posebno na povišenim temperaturama. Međutim, rastvorljivost u vodi je ograničena. Veća molekularna težina jedinjenja može zahtevati dodatne sisteme rastvarača ili povišene temperature za potpuno otapanje.
Proizvod je lako rastvorljiv u alkoholu. Rastvorljivost u alkoholima raste s povećanjem temperature i smanjenjem molekulske mase polimera.
DMSO (dimetil sulfoksid) je odličan rastvarač za proizvod zbog svog jakog polariteta i sposobnosti da poremeti vodoničnu vezu. Jedinjenje koje proizvodimo lako se otapa u DMSO na sobnoj temperaturi.
Također je moguće otopiti proizvod korištenjem kombinacije alkohola i vode, kao što su voda-metanol ili voda-etanol. Omjeri rastvarača mogu se podesiti radi optimizacije rastvorljivosti.
Rastvorljivost proizvoda u različitim polarnim rastvaračima. To su aceton, tetrahidrofuran (THF) ili N,N-dimetilformamid (DMF). Zavisi od stepena polimerizacije i specifične molekulske težine.
Važno je napomenuti da na rastvorljivost jedinjenja koje proizvodimo mogu uticati različiti faktori, uključujući molekulsku težinu, stepen polimerizacije, temperaturu i prisustvo aditiva ili nečistoća. Proizvodi veće molekularne težine mogu zahtijevati agresivnije sisteme rastvarača ili povišene temperature za potpuno rastvaranje.
Koje su tehnike za rastvaranje PHEMA?
Pored odabira odgovarajućeg rastvarača, može se koristiti nekoliko tehnika kako bi se olakšalo otapanje proizvoda. Ove tehnike uključuju:
Povećanje temperature sistema rastvarača može značajno povećati brzinu rastvaranja i rastvorljivost proizvoda. Zagrijavanje može poremetiti međumolekularne interakcije i povećati pokretljivost polimernih lanaca, pospješujući brže otapanje.
Mehaničko miješanje ili miješanje može poboljšati proces rastvaranja povećanjem kontakta između polimera i rastvarača, razbijanjem aglomerata i promoviranjem efikasnog prijenosa mase.
Razbijanjem aglomerata, stvaranjem mjehurića kavitacije i podizanjem površine polimera izloženog rastvaraču, primjena ultrazvučnih valova na kombinaciju rastvarača i polimera može pomoći u rastvaranju proizvoda.
Kada se rastvarač dodaje postepeno u polimer umjesto obrnuto, otapanje se ponekad može pojačati. Bolja interakcija otapala i polimera i izbjegavanje stvaranja aglomeracije su dvije prednosti ovog pristupa.
Upotreba kombinacije rastvarača ili korastvarača ponekad može poboljšati otapanje PHEMA u poređenju sa upotrebom jednog rastvarača. Odabir mješavine rastvarača treba se temeljiti na specifičnim svojstvima polimera i željenoj primjeni.
Odnos polimera i rastvarača može značajno uticati na proces rastvaranja. Veće koncentracije polimera mogu zahtijevati agresivnije sisteme ili tehnike rastvarača, dok se niže koncentracije mogu lakše rastvoriti.
Važno je napomenuti da će se specifični uslovi rastvaranja, kao što su temperatura, brzina mešanja i omjer rastvarača i polimera, možda morati optimizirati za svaku posebnu primjenu i razred polimera. Dodatno, faktori kao što su molekularna težina, stepen polimerizacije i prisustvo aditiva ili nečistoća mogu uticati na ponašanje rastvaranja PHEMA-e.
Koje su primjene PHEMA rješenja?
Jednom rastvoren,2-Hidroksietil metakrilatrješenja se mogu koristiti u različitim aplikacijama, kao što su:
Ova rješenja su korisna. Njegova rješenja se mogu koristiti u tehnikama centrifugiranja ili umakanja za stvaranje tankih polimernih filmova ili premaza na različitim podlogama. Njegova rješenja se također mogu koristiti za pripremu hidrogelova za različite primjene. To su kontaktna sočiva, zavoji za rane i sistemi za isporuku lijekova. Njegove otopine se mogu miješati s drugim polimerima, monomerima ili aditivima za pripremu mješavina polimera ili kopolimera sa prilagođenim svojstvima.
Otopljeno jedinjenje koje proizvodimo može se koristiti za različite tehnike karakterizacije, kao što su hromatografija bez veličine, viskozometrija ili spektroskopska analiza, za proučavanje svojstava i ponašanja polimera.
Njegova rješenja mogu se ugraditi u formulacije proizvoda za ličnu njegu poput kozmetike, njege kose i proizvoda za njegu kože. Pružaju željena svojstva kao što su sposobnost zgušnjavanja, emulgiranja ili stvaranja filma.
Pravilno rukovanje, skladištenje i odlaganje PHEMA otopina treba biti poduzeto u skladu sa sigurnosnim smjernicama i propisima, jer neki rastvarači i ostaci polimera mogu predstavljati rizik po zdravlje ili okoliš.
Reference:
1. Arica, MY, & Basan, S. (2003). Kopolimeri 2-hidroksietil metakrilata: sinteza, karakterizacija i biomedicinske primjene. Napredak u nauci o polimerima, 28(5), 995-1018.
2. Neelam, S., Dixit, A., & Tiwari, A. (2013). Kopolimeri 2-hidroksietil metakrilata: svojstva i primjena. Asian Journal of Chemistry, 25(11), 5995-6000.
3. Larrañeta, E., & Işıklan, N. (2020). Polimeri u primjeni kontaktnih sočiva. U Polimeri za biomedicinsku primjenu (str. 197-224). Springer, Cham.
4. Sánchez-Navarro, MM, Girón, RM, Peña, J., Vázquez, JM, Ginebra, MP, & Planell, JA (2005). Biomaterijali na bazi kopolimera 2-hidroksietil akrilata i akrilata: mehanička svojstva i biokompatibilnost. Časopis za nauku o materijalima: Materijali u medicini, 16(6), 503-508.
5. Ferracane, JL (2011). Higroskopski i hidrolitički efekti u dentalnim polimernim mrežama. Stomatološki materijali, 27(3), 211-222.
6. Ahmed, EM (2015). Hidrogel: Priprema, karakterizacija i primjena: Pregled. Journal of Advanced Research, 6(2), 105-121.
7. Sethi, RS, i Wilkins, E. (2019). Kopolimer akrilata/etilen glikol dimetakrilata. U M. Ash (Ed.), Encyclopedia of Analytical Chemistry. John Wiley & Sons, Ltd.
8. Hamid, MA i Bhat, SV (2003). Sinteza i karakterizacija akrilatnih kopolimera za primjenu premaza. Napredak u organskim premazima, 47(1), 7-14.
9. Apel, PY, & Kheirandish, S. (2015). Akrilatni kopolimeri za kozmetičku i ličnu njegu. InCosmetic Lipidi i kožna barijera (str. 103-118). Springer, Cham.
10. Bai, M., & Britton, LN (2022). Akrilatni kopolimeri u biomedicinskoj primjeni. Biomedicinski materijali, 17(2), 022001.