بازدید: 387 نویسنده: السا زمان انتشار: 1395/03/17 منبع: سایت
پودر هیالورونات سدیم متقاطع در حالت خشک ساده به نظر می رسد. پودر، سبک، اغلب یکنواخت برای چشم. با این حال در زیر این یکنواختی بصری یک متغیر ساختاری نهفته است که به طور قابل توجهی بر عملکرد پایین دست تأثیر می گذارد: توزیع اندازه ذرات (PSD).
زمان هیدراتاسیون، یکنواختی تورم، صافی ژل و بازیابی رئولوژیکی همگی مستقیماً تحت تأثیر نحوه توزیع اندازه ذرات در یک دسته هستند. در حالی که چگالی اتصال متقابل و وزن مولکولی شبکه داخلی را مشخص میکند، اندازه ذرات تعیین میکند که شبکه با قرار گرفتن در معرض محیط آبی چقدر سریع و یکنواخت دوباره فعال شود.
در کاربردهای تزریقی، هیدراتاسیون صرفاً یک مرحله فنی نیست. این لحظه ای است که معماری پودر تبدیل به ماده ای کاربردی می شود.
این مقاله بررسی میکند که چگونه توزیع اندازه ذرات سینتیک هیدراتاسیون را شکل میدهد، چرا توزیع باریک قابلیت پیشبینی را بهبود میبخشد، چگونه خشک کردن و آسیاب کردن بر PSD تأثیر میگذارد، و چگونه کنترل بالادست به پایداری رئولوژیکی پایین دست ترجمه میشود. برای اصول ساختاری، پودر هیالورونات سدیم متقاطع: ساختار، پایداری و راهنمای عملکرد تزریقی را ببینید . برای رفتار رئولوژیکی مرتبط با هیدراتاسیون، به رفتار رئولوژیکی پس از بازسازی: چرا طراحی پودر اهمیت دارد مراجعه کنید. .
اندازه ذرات نحوه تعامل آب با شبکه های متقابل را مشخص می کند.
هنگام تماس پودر با محلول آبی:
آب ابتدا سطح ذرات را خیس می کند.
انتشار به سمت داخل پیش می رود.
زنجیرهای پلیمری تحرک خود را به دست می آورند.
فشار تورم تا رسیدن به تعادل افزایش می یابد.
ذرات کوچکتر به دلیل افزایش سطح، سریعتر هیدراته می شوند. ذرات بزرگتر به زمان بیشتری برای نفوذ داخلی نیاز دارند.
بنابراین زمان هیدراتاسیون صرفاً یک ویژگی شیمیایی نیست. هندسی است.
توزیع اندازه ذرات به گسترش آماری قطر ذرات در یک دسته اشاره دارد. اغلب با استفاده از پارامترهایی مانند:
D10 - قطری که در آن 10 درصد ذرات کوچکتر هستند
D50 - اندازه ذرات متوسط
D90 - قطری که در آن 90 درصد ذرات کوچکتر هستند
دهانه - (D90 - D10) / D50
یک PSD باریک به این معنی است که بیشتر ذرات در یک محدوده اندازه تنگ قرار می گیرند. یک PSD گسترده شامل هر دو بخش بسیار ریز و بسیار درشت است.
توزیع یکنواخت به هیدراتاسیون هماهنگ کمک می کند.
هیدراتاسیون پودر HA با پیوند متقابل از اصول انتشار پیروی می کند.
نفوذ آب به موارد زیر بستگی دارد:
قطر ذرات
تخلخل داخلی
چگالی اتصال متقابل
محیط یونی
برای تقریب کروی، زمان هیدراتاسیون متناسب با مجذور شعاع ذره افزایش می یابد. دو برابر شدن قطر ذرات به طور قابل توجهی زمان هیدراتاسیون را افزایش می دهد.
بنابراین، فراکسیون های بزرگ می توانند به طور نامتناسبی مدت اختلاط را افزایش دهند.
با کاهش اندازه ذرات، سطح سطح افزایش می یابد.
مساحت سطح بیشتر:
جذب آب را تسریع می کند
یکنواختی خیس شدن را افزایش می دهد
تمایل به تجمع را کاهش می دهد
با این حال، ریزش بیش از حد می تواند عوارض دیگری از جمله جمع شدن در هنگام تماس اولیه با مایع ایجاد کند.
تعادل همچنان ضروری است.
زمان هیدراتاسیون قابل پیش بینی
تورم یکنواخت
کاهش خطر ناهمگونی ژل
بازیابی رئولوژیکی پایدار
هیدراتاسیون سریع ذرات ریز
تورم تاخیری کسرهای درشت
احتمال تشکیل خوشه های نیمه هیدراته
همانطور که در ، ناسازگاری هیدراسیون می تواند به تنوع رئولوژیکی تبدیل شود. رفتار رئولوژیکی پس از بازسازی: چرا طراحی پودر مهم است .
ذرات بزرگ:
به زمان هیدراتاسیون طولانی مدت نیاز دارد
خطر تورم ناقص داخلی
ممکن است مناطق ژل با چگالی بالا موضعی ایجاد کند
می تواند بر صافی اکستروژن تأثیر بگذارد
در سیستم های تزریقی، هیدراتاسیون ناهموار ممکن است منجر به نیروی اکستروژن ناسازگار یا تغییرپذیری ریز ساختاری شود.
کنترل اندازه ذرات این خطر را کاهش می دهد.
کسرهای ریز سرعت هیدراتاسیون را افزایش می دهند اما ممکن است:
در هنگام خیس شدن آگلومره می شود
لایه های ژل سطحی ایجاد کنید که هسته های خشک را به دام می اندازند
تولید گرد و غبار را در حین جابجایی افزایش دهید
ریزدانه های بیش از حد نیز می تواند بر کنترل عقیمی به دلیل افزایش قرار گرفتن در معرض سطح تأثیر بگذارد. مفاهیم استراتژی عقیمی در استریلیتی پودر HA متقابل: استراتژی ترمینال در مقابل آسپتیک مورد بحث قرار گرفته است..
خشک کردن ژل هیدراته را به ساختار جامد تبدیل می کند. روش استفاده شده بر مورفولوژی ذرات نهایی تأثیر می گذارد.
تأثیرات رایج خشک شدن عبارتند از:
انقباض ساختاری
فروپاشی منافذ
شکنندگی در هنگام آسیاب
تراکم داخلی
کم آبی کنترل شده تخلخل و یکپارچگی ساختاری را حفظ می کند و امکان رفتار آسیاب قابل پیش بینی و PSD پایدار را فراهم می کند.
خشک کردن شدید ممکن است باعث ایجاد قطعات شکننده و توزیع گسترده شود.
پس از خشک شدن، پردازش مکانیکی اندازه ذرات نهایی را تعیین می کند.
متغیرهای کلیدی:
انرژی آسیاب
اندازه مش صفحه نمایش
مدت زمان پردازش
تولید گرما در هنگام آسیاب
نیروی مکانیکی بیش از حد ممکن است ریزساختار داخلی را تغییر دهد. فرز کنترل شده یکپارچگی شبکه را در حین دستیابی به محدوده PSD مورد نظر حفظ می کند.
الک کردن بخش های بزرگ یا کم اندازه را حذف می کند و دهانه توزیع را سفت می کند.
یکنواختی هیدراتاسیون بر ترمیم ویسکوالاستیک تأثیر می گذارد.
هنگامی که اندازه ذرات سازگار است:
فشار تورم به طور یکنواخت ایجاد می شود
اتصالات متقابل به طور همزمان گسترش می یابند
مدول ذخیره سازی (G') به طور قابل پیش بینی تثبیت می شود
وقتی توزیع گسترده است:
ذرات ریز هیدراته اولیه ویسکوزیته را افزایش می دهند
ذرات درشت تا حدی متورم می مانند
ممکن است برای همگن شدن نیاز به اختلاط مکانیکی باشد
تورم ناسازگار ممکن است بر استرس عملکرد و عملکرد تزریق تأثیر بگذارد.
ویژگی PSD |
زمان هیدراتاسیون |
یکنواختی تورم |
نیاز مخلوط کردن |
پایداری رئولوژیکی |
توزیع باریک |
قابل پیش بینی |
بالا |
حداقل |
پایدار |
توزیع گسترده |
متغیر |
متوسط تا کم |
افزایش یافته است |
متغیر |
تمدید شد |
کندتر |
بالاتر |
ناهمگونی بالقوه |
|
کسر ریز بالا |
تورم سریع سطح |
خطر کلوخه شدن |
متوسط |
سنبله ویسکوزیته اولیه |
اندازه گیری دقیق PSD به تکنیک های تحلیلی معتبر نیاز دارد.
روش های رایج عبارتند از:
پراش لیزری
تجزیه و تحلیل تصویر پویا
آنالیز غربال (برای کسرهای درشت)
پراش لیزر به دلیل قابلیت تکرارپذیری و توانایی در گرفتن محدوده اندازه وسیع به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.
مانیتورینگ D10، D50، D90 و دهانه، کنترل دسته ای ثابت را تضمین می کند.
در طول افزایش مقیاس، تنوع PSD ممکن است به دلیل موارد زیر افزایش یابد:
حجم های خشک شدن بزرگتر
تغییرات در توان فرز
تفاوت هندسه تجهیزات
برای حفظ اندازه ذرات ثابت نیاز است:
پروفیل های خشک کن استاندارد
پارامترهای فرز کنترل شده
تأیید روتین PSD
تغییرات کوچک در PSD می تواند بر زمان هیدراتاسیون و رشد رئولوژیکی تأثیر بگذارد.
کنترل ساختاری در مقیاس، تکرارپذیری را تضمین می کند.
اندازه ذرات با چگالی اتصال متقابل تعامل دارد.
شبکه های متقابل بسیار متراکم کندتر هیدراته می شوند. هنگامی که با قطر ذرات بزرگ ترکیب می شود، ترکیبات هیدراتاسیون را به تاخیر می اندازد.
معماری متقابل متوازن، همانطور که در چه چیزی درجه اتصال متقابل را در پودر هیالورونات سدیم تعیین می کند بررسی شده است؟ ، از تورم قابل پیش بینی حتی در محدوده PSD کنترل شده پشتیبانی می کند.
اندازه ذرات و چگالی اتصالات عرضی نباید به طور مستقل در نظر گرفته شوند.
شیمی سطح بر راندمان خیس شدن تأثیر می گذارد.
ناخالصی های باقیمانده، به ویژه اتصال دهنده های عرضی واکنش نداده، ممکن است بر قطبیت سطح و سینتیک هیدراتاسیون تأثیر بگذارند. استراتژیهای کنترل برای BDDE باقیمانده در بحث شده است : تشخیص، خطر و کنترل BDDE باقیمانده در پودر HA با پیوند متقابل .
سطوح تصفیه شده به طور مداوم هیدراته می شوند.
زمان هیدراتاسیون تاثیر می گذارد:
برنامه ریزی تولید
اختلاط انرژی مورد نیاز
همگنی نهایی ژل
تکرارپذیری تست رئولوژیکی
هنگامی که PSD به شدت کنترل می شود، منحنی های هیدراتاسیون قابل تکرار می شوند. این باعث کاهش تنوع در طول اعتبار سنجی فرآیند می شود.
قابلیت پیش بینی هیدراتاسیون راندمان پایین دست را بهبود می بخشد.
ژل های هیدراته یکنواخت نشان می دهد:
اکستروژن صاف
رفتار نازک شدن برشی پایدار
بازیابی الاستیک مداوم
ناهمگونی هیدراتاسیون ممکن است باعث شود:
نیروی اکستروژن متغیر
بی نظمی بافت میکرو
توزیع اندازه ذرات نقش مستقیمی در این نتایج دارد.
توزیع اندازه ذرات یک پارامتر ثانویه نیست. این یک نقطه کنترل سازه است.
پودر هیالورونات سدیم متقاطع ساختار شبکه خود را در حالت غیرفعال حمل می کند. اندازه ذرات تعیین می کند که چگونه آن معماری دوباره بیدار شود.
PSD باریک و کنترلشده را قادر میسازد:
زمان هیدراتاسیون قابل پیش بینی
تورم یکنواخت
بازیابی رئولوژیکی پایدار
قابلیت تزریق مداوم
توزیع گسترده یا ضعیف کنترل شده، تنوع هیدراتاسیون و عدم قطعیت پایین دست را معرفی می کند.
عملکرد هیدراتاسیون از مرحله خشک کردن و آسیاب شروع می شود.
زمانی که مهندسی ذرات با طراحی و کنترل خالص سازی شبکه متقابل همسو می شود، بازسازی به جای یک مرحله متغیر، به یک فرآیند پایدار و قابل تکرار تبدیل می شود.
طراحی پودر رفتار هیدراتاسیون را تعریف می کند.
رفتار هیدراتاسیون پایداری رئولوژیکی را تعریف می کند.
پایداری رئولوژیکی عملکرد عملکردی را تعریف می کند.
و توزیع اندازه ذرات بی سر و صدا هر سه را به هم متصل می کند.
