Što je poli(2-hidroksietil metakrilat) (PHEMA)?
Kemijska struktura2-Hidroksietil metakrilat sastoji se od okosnice metakrilatnih jedinica koje se ponavljaju, s dodatnom hidroksietilnom skupinom (-CH2CH2OH) vezanom za svaku monomernu jedinicu. Ova kombinacija hidrofobne metakrilatne okosnice i hidrofilnih hidroksietilnih skupina daje proizvodu njegova jedinstvena svojstva, uključujući biokompatibilnost, hidrofilnost i sposobnost stvaranja hidrogelova.
Spoj koji proizvodimo i kopolimeri na bazi HEMA našli su široku primjenu u raznim područjima, kao što su:
Spoj koji proizvodimo i kopolimeri na bazi HEMA koriste se u dentalnim kompozitima, ljepilima i brtvilima zbog svojih svojstava prianjanja i kompatibilnosti sa strukturama zuba.
Hidrofilna priroda spoja čini ga prikladnim za aplikacije s kontroliranim otpuštanjem lijeka. Razlog je što može apsorbirati. Također oslobađa lijekove ili druge terapeutske agense.
Njihova sposobnost stvaranja filmova i svojstva lijepljenja. Dakle, premazi i ljepila nalaze primjenu u širokom rasponu sektora. To uključuje ambalažu, konstrukciju i automobilsku industriju.
Široka primjena proizvoda i potreba za njegovim otapanjem u različitim procesima. Stoga je ključno razumjeti metode i otapala prikladna za otapanje ovog polimera.
Koja otapala mogu otopiti PHEMA?
2-Hidroksietil metakrilatje relativno polarni polimer zbog prisutnosti hidroksietilnih skupina u svojoj strukturi. Kao rezultat toga, topiv je u raznim polarnim otapalima, uključujući:
Proizvod je topiv u vodi, osobito na povišenim temperaturama. Međutim, topljivost u vodi je ograničena. Veća molekularna težina spoja može zahtijevati dodatne sustave otapala ili povišene temperature za potpuno otapanje.
Proizvod je lako topiv u alkoholu. Topivost u alkoholima raste s porastom temperature i smanjenjem molekulske mase polimera.
DMSO (dimetil sulfoksid) izvrsno je otapalo za proizvod zbog svoje jake polarnosti i sposobnosti prekidanja vodikovih veza. Spoj koji proizvodimo lako se otapa u DMSO na sobnoj temperaturi.
Također je moguće otopiti proizvod korištenjem kombinacija alkohola i vode, kao što je voda-metanol ili voda-etanol. Omjeri otapala mogu se prilagoditi kako bi se optimizirala topljivost.
Topivost proizvoda u različitim polarnim otapalima. To su aceton, tetrahidrofuran (THF) ili N,N-dimetilformamid (DMF). Ovisi o stupnju polimerizacije i specifičnoj molekularnoj težini.
Važno je napomenuti da na topljivost spoja koji proizvodimo mogu utjecati različiti čimbenici, uključujući molekularnu težinu, stupanj polimerizacije, temperaturu i prisutnost aditiva ili nečistoća. Proizvodi veće molekularne težine mogu zahtijevati agresivnije sustave otapala ili povišene temperature za potpuno otapanje.
Koje su tehnike za otapanje PHEMA-e?
Uz odabir odgovarajućeg otapala, može se primijeniti nekoliko tehnika za olakšavanje otapanja proizvoda. Ove tehnike uključuju:
Povećanje temperature sustava otapala može značajno povećati brzinu otapanja i topljivost proizvoda. Zagrijavanje može poremetiti međumolekularne interakcije i povećati pokretljivost polimernih lanaca, potičući brže otapanje.
Mehaničko miješanje ili miješanje može poboljšati proces otapanja povećanjem kontakta između polimera i otapala, razbijanjem aglomerata i promicanjem učinkovitog prijenosa mase.
Razbijanjem aglomerata, stvaranjem kavitacijskih mjehurića i povećanjem površine polimera izloženog otapalu, primjenom ultrazvučnih valova na kombinaciju otapala i polimera može se pomoći u otapanju proizvoda.
Kada se otapalo polimeru dodaje postupno umjesto obrnuto, otapanje se ponekad može poboljšati. Bolja interakcija otapalo-polimer i izbjegavanje stvaranja aglomeracija dvije su prednosti ovog pristupa.
Korištenje kombinacije otapala ili suotapala ponekad može poboljšati otapanje PHEMA-e u usporedbi s korištenjem jednog otapala. Odabir mješavina otapala treba se temeljiti na specifičnim svojstvima polimera i željenoj primjeni.
Omjer polimera i otapala može značajno utjecati na proces otapanja. Više koncentracije polimera mogu zahtijevati agresivnije sustave ili tehnike otapala, dok se niže koncentracije mogu lakše otopiti.
Važno je napomenuti da će specifične uvjete otapanja, kao što su temperatura, brzina miješanja i omjer otapalo-polimer, možda trebati optimizirati za svaku pojedinu primjenu i stupanj polimera. Osim toga, čimbenici poput molekularne težine, stupnja polimerizacije i prisutnosti aditiva ili nečistoća mogu utjecati na ponašanje PHEMA-e pri otapanju.
Koje su primjene PHEMA rješenja?
Jednom otopljeno,2-Hidroksietil metakrilatrješenja se mogu koristiti u različitim aplikacijama, kao što su:
Ova rješenja su korisna. Njegove otopine mogu se koristiti u tehnikama premazivanja centrifugiranjem ili uranjanjem za stvaranje tankih polimernih filmova ili premaza na različitim podlogama. Njegove otopine također se mogu koristiti za pripremu hidrogelova za različite primjene. To su kontaktne leće, zavoji za rane i sustavi za primjenu lijekova. Njegove se otopine mogu miješati s drugim polimerima, monomerima ili aditivima za pripremu polimernih mješavina ili kopolimera s prilagođenim svojstvima.
Otopljeni spoj koji proizvodimo može se koristiti za različite tehnike karakterizacije, kao što je kromatografija isključenja veličine, viskozimetrija ili spektroskopska analiza, za proučavanje svojstava i ponašanja polimera.
Njegova rješenja mogu se ugraditi u formulacije proizvoda za osobnu njegu poput kozmetike, proizvoda za njegu kose i kože. Oni daju željena svojstva poput sposobnosti zgušnjavanja, emulgiranja ili stvaranja filma.
Ispravno rukovanje, skladištenje i odlaganje PHEMA otopina treba se provoditi u skladu sa sigurnosnim smjernicama i propisima, jer neka otapala i ostaci polimera mogu predstavljati rizike za zdravlje ili okoliš.
Reference:
1. Arica, MY i Basan, S. (2003). Kopolimeri 2-hidroksietil metakrilata: sinteza, karakterizacija i biomedicinska primjena. Progress in Polymer Science, 28(5), 995-1018.
2. Neelam, S., Dixit, A. i Tiwari, A. (2013). Kopolimeri 2-hidroksietil metakrilata: Svojstva i primjena. Asian Journal of Chemistry, 25(11), 5995-6000.
3. Larrañeta, E. i Işıklan, N. (2020). Polimeri u primjeni kontaktnih leća. U Polimeri za biomedicinske primjene (str. 197-224). Springer, Cham.
4. Sánchez-Navarro, MM, Girón, RM, Peña, J., Vázquez, JM, Ginebra, MP, i Planell, JA (2005.). Biomaterijali na bazi kopolimera 2-hidroksietil akrilata i akrilata: mehanička svojstva i biokompatibilnost. Časopis za znanost o materijalima: Materijali u medicini, 16(6), 503-508.
5. Ferracane, JL (2011). Higroskopski i hidrolitički učinci 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). Akrilati/etilen glikol dimetakrilatni kopolimer. U M. Ash (ur.), Encyclopedia of Analytical Chemistry. John Wiley & Sons, Ltd.
8. Hamid, MA i Bhat, SV (2003). Sinteza i karakterizacija akrilatnih kopolimera za primjenu premaza. Progress in Organic Coatings, 47(1), 7-14.
9. Apel, PY i Kheirandish, S. (2015). Akrilatni kopolimeri za kozmetičke primjene i osobnu njegu. InCosmetic Lipidi i kožna barijera (str. 103-118). Springer, Cham.
10. Bai, M. i Britton, LN (2022). Akrilatni kopolimeri u biomedicinskim primjenama. Biomedicinski materijali, 17(2), 022001.