מה זה 2-Hydroxyethyl Methacrylate (HEMA)?
להבין את הקשר בין קופולימר אקרילטים ו2-הידרוקסי-אתיל מתאקרילט (HEMA), זה חשוב לטיפול הראשון מהי HEMA. HEMA הוא מונומר, מעין חלקיק קטן שיכול לעבור פילמור כדי לעצב שרשראות פולימר ראויות לציון.
מבנה החומר של HEMA מורכב מחבורת מתאקרילט (CH2=C(CH3)COO-) ומצרור הידרוקסיאתיל (-CH2CH2OH). תערובת זו של צרורות מתאקרילט מגיבים וחבורות הידרופיליות הידרוקסיאתיל מעניקה ל-HEMA תכונות ייחודיות שהופכות אותה למועיל ביישומים שונים.
HEMA הוא מונומר גמיש המשמש בדרך כלל בפיתוח של פולימרים וקופולימרים ליישומים שונים, כולל:
1. מוקדי מגע מרכזיים והידרוג'לים: HEMA הוא חלק בסיסי בתערובת של חומרי הידרוג'ל המשמשים במוקדי מגע מרכזיים רגישים ויישומים ביו-רפואיים אחרים בשל התאימות הביולוגית והיכולת להחזיק מים.
2. חומרים דנטליים: פולימרים המבוססים על HEMA משמשים בחומרי שיניים, משחות וחומרי איטום לאור תכונות האחיזה והדמיון שלהם למבני שיניים.
3. ציפויים ומשחות: פולימרים המכילים HEMA יכולים לשמש כציפויים, בטון וכיסויים במפעלים שונים לאור יכולתם לגשת לסרטים ולהיצמד למשטחים שונים.
4. דברים שמטפלים בגדולה ודברי רעיון אינדיבידואליים: פולימרים מבוססי HEMA מנוצלים בדברי רעיון תומכים ואינדיבידואליים שונים, למשל, דברים לשיער ועור צליל, בהתחשב בתכונותיהם לקצץ הסרט והמרכך.
מהו קופולימר אקרילטים?
קופולימר אקרילטים הוא סוג של פולימר המועבר באמצעות משהו כמו שני מונומרים אקספרס, משהו כמו אחד מהם הוא מונומר אקרילט. מונומרים אקרילטים הם תרכובות המכילות חבילת אקרילט (CH2=CHCOO-), שיכולה לעבור פילמור כדי לדחוף לכיוון סוגים שונים של פולימרים וקופולימרים.
ניתן לערבב קופולימרים אקרילטים על ידי קופולימריזציה של מונומרים אקרילטים שונים, למשל, מתיל מתאקרילט, אתיל אקרילט או בוטיל אקרילט, או על ידי קופולימריזציה של מונומרים אקרילטים עם סוגים שונים של מונומרים, למשל מונומרים ויניל או מונומרים המכילים צדדים חזקים כמו הידרוקסי, אמינו, או מפגשי קרבוקסיל.
קופולימרים אקרילטים נמצאים בסך הכל בשימוש במאמצים שונים בגלל התכונות הניתנות להתאמה שלהם, שניתן לייצר במיוחד על ידי בחירת המונומרים המתאימים ותנאי הפילמור. שתיים או שלוש מטרות נורמליות של קופולימרים אקרילטים כוללים:
1. ציפויים וצבעים: קופולימרים אקרילטים משמשים כסוגר, מסטיקים וחומרים מוספים בציפויים, צבעים וכתמים כתוצאה מגבולות יציקת הסרט, חוזקם ובטיחותם מפני התמדה.
2. משחות וחומרי איטום: קופולימרים אקרילטים יכולים להיות ממוסגרים כמשחות וחומרי איטום עבור יישומים שונים, בדומה למיזמי קידום, רכב ואריזה, בשל תכונות הקשר והרבגוניות שלהם.
3. מחשבות אישיות: קופולימרים אקרילטים משמשים בדברי טיפוח שיער, פריטי טיפוח יוקרתיים ורווחת העור, הדקויות של המנהלים כמעבים, מתחלבים ואנשי מקצוע מוכשרים ליצירת סרטים.
4. יישומים ביו-רפואיים: קופולימרים מסוימים של אקרילטים משמשים ביישומים ביו-רפואיים, למשל, מסגרות להובלת תרופות, סידור רקמות וציפויים קליניים, בגלל התאימות הביולוגית והתכונות הניתנות לכיוונון שלהם.
האם אקרילטים קופולימר ו- HEMA זהים?
כעת, עלינו לפתור את השאלה: האם אקרילטים קופולימר ו-HEMA הם המקבילים? התגובה הקצרה היא לא, הם לא משהו דומה, אבל הם קשורים היטב.
HEMA הוא מונומר ספציפי המשמש בתערובת של פולימרים וקופולימרים שונים, בעוד קופולימר אקרילטים הוא מונח רחב העוטף קופולימרים רבים המכילים מונומרים אקרילטים, אשר עשויים לגבש את HEMA.
לפיכך, HEMA הוא גוש בנייה שניתן להשתמש בו כדי להעביר קופולימרים אקרילטים, אך לא כל הקופולימרים האקרילטים מכילים HEMA. כמה קופולימרים אקרילטים עשויים להיות עשויים לחלוטין ממונומרים שונים של אקרילט, בעוד שאחרים עשויים לשלב HEMA לצד מונומרים שונים.
לדוגמה, פולי(HEMA) הוא הומופולימר המעוצב אך ורק על ידי פילמור של מונומרים HEMA. אף על פי כן, ניתן לבצע קופולימר של HEMA עם מונומרים שונים, למשל, מתיל מתאקרילט או אתילן גליקול דימתקרילט, כדי ליצור קופולימרים שונים מבוססי HEMA, שייכללו במעמד היותר ראוי לציון של קופולימרים אקרילטים.
זה בסיסי לשים לב שהמאפיינים והשימושים של קופולימרים אקרילטים יכולים לנוע החוצה והחוצה בהתאם לתוכנית המשחק המונומר הספציפית שלהם, משקל תת-גרעיני ותנאי פילמור. בעוד שקופולימרים מבוססי HEMA עשויים להקנות כמה מאפיינים לקופולימרים שונים של אקרילטים, למשל, יכולות מסגור סרט ואחיזה, התערובת המדהימה שלהם של הידרופיליות ותגובתיות בגלל נוכחות HEMA הופכת אותם לסבירים במיוחד עבור יישומים כמו מוקדי מגע, שיניים. חומרים, והידרוג'לים ביו-רפואיים.
מהם היישומים של קופולימרים אקרילטים מבוססי HEMA?
כפי שהוזכר קודם, לקופולימרים אקרילטים מבוססי HEMA, המכילים HEMA כאחד המונומרים, יש כמה יישומים חדשים בגלל התכונות המיוחדות שלהם. להלן חלק מהיישומים המשמעותיים:
1. מוקדי מגע וחומרי עיניים: HEMA הוא חלק קריטי ביצירת חומרי הידרוג'ל המשמשים במוקדי מגע עדינים וגאדג'טים אחרים של עיניים. קופולימרים מבוססי HEMA נותנים את חדירת החמצן החשובה, תכולת המים והמאפיינים המכניים לבלאי מוקד מגע נוח ובטוח.
2. חומרים דנטליים: קופולימרים מבוססי HEMA משמשים בדרך כלל בחומרים דנטליים שונים, כמו חומרים מרוכבים, צמנטים וחומרי איטום. חומרים אלו נועדו להיצמד למבני שיניים ולהעניק מאמצי בנייה חזקים.
3. יישומים ביו-רפואיים: קופולימרים מבוססי HEMA משמשים ביישומים ביו-רפואיים שונים, כולל מסגרות להעברת תרופות, פלטפורמות לעיצוב רקמות וחבישת פצעים. התאימות הביולוגית, ההידרופיליות והמאפיינים הניתנים לכוונון שלהם הופכים אותם לסבירים עבור יישומים אלה.
4. ציפויים ומשחות: קופולימרים מבוססי HEMA יכולים לשמש כציפויים ומשחות במאמצים שונים, למשל, רכב, קידום ואריזה. יכולות מסגור הסרט, תכונות החיבור וההגנה מפני רטיבות הופכים אותם למתאימים ליישומים אלה.
5. פריטי שיקול אישי: קופולימרים מבוססי HEMA משמשים בפריטי שיקול אישי שונים, למשל, פריטי טיפוח שיער, מוצרי טיפוח יופי ותוכניות לניהול בריאות העור. הם יכולים לעבוד כמומחי מעבים, מתחלבים ומומחי מסגור סרטים, ומעניקים לפריטים אלה משטחים ומאפיינים רצויים.
חשוב לשים לב שהמאפיינים המיוחדים והביצוע של קופולימרים אקרילטים מבוססי HEMA יכולים להשתנות בהתאם למונומרים שונים המשמשים בסידור הקופולימר, כמו גם תנאי הפילמור והחומרים הנוספים המשמשים. פירוט ובדיקה זהירים צפויים להשיג את המאפיינים האידיאליים עבור כל יישום מסוים.
הפניות:
1. Sethi, RS, & Wilkins, E. (2019). אקרילטים/אתילן גליקול דימתקרילט קופולימר. בתוך מ' אש (עורך), אנציקלופדיה לכימיה אנליטית. John Wiley & Sons, Ltd.
2. Larrañeta, E., & Işıklan, N. (2020). פולימרים ביישומי עדשות מגע. בפולימרים ליישומים ביו-רפואיים (עמ' 197-224). שפרינגר, צ'אם.
3. Ferracane, JL (2011). השפעות היגרוסקופיות והידרוליטיות ברשתות פולימרים דנטליים. Dental Materials, 27(3), 211-222.
4. Arica, MY, and Basan, S. (2003). קופולימרים של 2-הידרוקסי-אתיל מתאקרילט: שילוב, תיאור ויישומים ביו-רפואיים. התקדמות במדעי הפולימרים, 28(5), 995-1018.
5. Martens, P., and Anseth, KS (2000). תיאור של הידרוג'לים המעוצבים ממקרומרים פולי (שיכר ויניל) שעברו שינוי באקרילט. Polymer, 41(21), 7715-7722.
6. Hamid, MA, and Bhat, SV (2003). שילוב והצגה של קופולימרים אקרילטים ליישומי ציפויים. התקדמות בציפויים טבעיים, 47(1), 7-14.
7. Apel, PY, and Kheirandish, S. (2015). קופולימרים אקרילטים ליישומי תיקון ושיקולים אישיים. InCosmetic Lipids and the Skin Hindrance (עמ' 103-118). שפרינגר, צ'אם.
8. Bai, M., and Britton, LN (2022). קופולימרים אקרילטים ביישומים ביו-רפואיים. חומרים ביו-רפואיים, יז(2), 022001.
9. Neelam, S., Dixit, A., and Tiwari, A. (2013). קופולימרים של 2-הידרוקסי-אתיל מתאקרילט: מאפיינים ויישומים. Asian Diary of Science, 25(11), 5995-6000.
10. Sánchez-Navarro, MM, Girón, RM, Peña, J., Vázquez, JM, Ginebra, MP, and Planell, JA (2005). חומרים ביולוגיים לאור קופולימרים של 2-הידרוקסיאתיל אקרילט ואקרילטים: תכונות מכניות ותאימות ביולוגית. יומן מדע החומרים: חומרים בתרופות, 16(6), 503-508.