Skip to main content
SUPERVISOR
Keikhosro Karimi,Mahmood Masoomi
کیخسرو کریمی (استاد راهنما) محمود معصومی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Jalal Shaban taheri
جلال شبان طاهری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Preparation and characterization of antibacterial polypropylene composites by using of silver nanoparticles and chitosan
One of the most important problems in the production of polymer composites that subject to the environmental pollution is making them antibacterial. Preparation of antibacterial polypropylene (PP) according to their extensive uses in food packaging industries, medical instruments, cloths and etc is very important. In this study, chitosan and silver were used for preparation of antibacterial polypropylene composite. For chitosan immobilization, utilized a melt mixing grafting to active PP, followed by grafting with acrylic acid (AA) and then coupling with chitosan molecules by using of N-(3-Dimethylamnopropyle)-N'-ethylcarbodiimide (EDC) as a coupling agent. Results showed the degree of immobilization of chitosan on PP increased with graft ratio of AA on PP. The samples were characterized by FTIR spectroscopy. In the FTIR of PP-g-AA samples which contained the chitosan, the new absorption peaks at about 1570 and 1634 cm -1 (CO-NH) were appeared. A silver- polypropylene nanocomposite was produced from solution of silver nitrate that contained of polypropylene powder, in the presence of ethylene glycol as a reduction agent by sonochemical method. Poly(vinyl pyrrolidone) (PVP) with different molecular weight (M w ) was used for preventing the agglomeration of silver nanoparticle. The results indicated by increasing the concentration of AgNo 3 in the working solution and reaction temperature, the size of immobilized silver was increased. By controlling the reaction condition and use of ethanol instead of water as dispersed solution of silver in working solution, fine dispersion of silver nanoparticle on the surface of PP in the one percent concentration was achieved. The investigation of different MW of PVP was appeared that the size of nano-particles was decreased with increase of M w of PVP. The XRD patterns of deposited Ag nanoparticles on the PP demonstrated that the silver is crystalline, and Ag nanoparticles with an average size of ? 24 and 7 nm were deposited on to the PP and PP-g-AA respectively. The IR spectrum obtained from PP-g-AA suggested that embedding of silver on PP-g-AA accomplished by ion exchanged process between H + and Ag + . Also the SEM images revealed a fine dispersion of silver particles in PP and PP-g-AA. According to results of silver ion release from samples, the existence of acrylic acid polar groups on PP and quenching of PP/Ag composite after molding improved the condition of silver ion release from the PP matrix.The antibacterial property of polypropylene which containing nanosilver and chitosan was evaluated according to ASTM E2149. It was proved that the polypropylene composite which containing nanosilver and chitosan had an excellent antibacterial property. Furthermore, by increasing in silver release from polypropylene matrix the antibacterial ability of
یکی از مسائل مهم در ساخت کامپوزیت‌های پلیمری که با آلودگی‌های محیطی در تماس می‌‌باشند، ضد‌باکتری نمودن این کامپوزیت‌هاست. تهیه کامپوزیت ضد‌باکتری پلی‌پروپیلن با توجه به استفاده وسیع این پلیمر در صنایع بسته بندی مواد غذایی، تجهیزات پزشکی، پوشاک و ... بسیار مهم می‌‌باشد. در این تحقیق به منظور ضدباکتری نمودن پلی‌پروپیلن از نقره و کیتوزان استفاده شد. در فرآیند نشاندن کیتوزان، پلی‌پروپیلن با پیوند‌زنی اکریلیک اسید (AA) به وسیله روش پیوند‌زنی مذاب فعال گردیده و سپس به وسیله عامل پیوند N-(3- دی متیل آمینو پروپیل)-N’- اتیل کربو دی ایمید (EDC) با کیتوزان پیوند بر قرار می‌‌نماید. نتایج نشان داد که با افزایش پیوند خوردگی AA بر روی پلی‌پروپیلن مقدار کیتوزان نشانده شده روی پلی‌پروپیلن افزایش می‌‌یابد. نمونه‌ها به وسیله طیف جذبی FTIR مورد بررسی قرار گرفتند. در پلی‌پروپیلن پیوند زده شده با اکریلیک اسید (PP-g-AA) حاوی کیتوزان پیک‌های جذبی (CO-NH) در طول موج‌های cm -1 1570 و cm -1 1634در مقایسه با طیف جذبی حاصل از (PP-g-AA) مشاهده گردید. نانو کامپوزیت پلی‌پروپیلن- نقره با روش صوت شیمیایی از محلول نیترات نقره حاوی پودر پلی‌پروپیلن در حضور اتیلن گلایکول به عنوان عامل احیاء، بدست آمد. پلی وینیل پیرولیدون (PVP) با اوزان مولکولی مختلف نیز برای جلوگیری از تجمع نانو ذرات نقره استفاده شد. نتایج نشان داد که غلظت‌های بالای نیترات نقره در محلول اولیه و انجام فرآیند در دمای بالا منجر به افزایش اندازه ذرات نقره می‌‌شود. با کنترل شرایط فرآیند واستفاده از اتانول به جای آب به عنوان محیط پخش ذرات نقره در محلول اولیه، غلظت%wt1 نانو ذرات نقره با توزیع مناسب بر روی سطح پلی‌پروپیلن، بدست آمد. استفاده از اوزان مولکولی مختلف PVP نشان داد که با افزایش وزن مولکولی PVP اندازه ذرات نقره موجود بر روی پلی‌پروپیلن کاهش می‌‌یابد. نتایج XRD بر روی نمونه‌های حاوی نقره آشکار نمود که ذرات نقره ایجاد شده کریستالی بوده و بر روی پلی‌پروپیلن و PP-g-AA به ترتیب با اندازه ذراتی حدود 24 و 7 نانومتر ایجاد گردیده اند. طیف IR به دست آمده از PP-g-AA نشان داد که ایجاد نقره بر روی PP-g-AA، با واکنش تعویض یونی مابین Ag + وH + صورت گرفته است. همچنین تصاویر SEM توزیع مناسب ذرات ایجاد شده بر روی پلی‌پروپیلن وPP-g-AA را تایید نمودند. با توجه به نتایج رهایش نقره از درون نمونه‌های حاوی نقره، گروه‌های قطبی AA موجود بر روی -g-AAو سرد نمودن سریع کامپوزیت PP/Ag باعث بهبود شرایط رهایش نقره از درون زمینه پلی‌پروپیلنی شدند. خواص ضد میکروبی پلی‌پروپیلن حاوی نقره و کیتوزان بر اساس استاندارد ASTM E2149 ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که پلی‌پروپیلن حاوی کیتوزان و نانو ذرات نقره دارا ی خواص ضد‌باکتری بسیار خوبی می‌‌باشد. علاوه براین با افزایش میزان رهایش نقره از درون زمینه پلی‌پروپیلن، خواص ضد‌باکتری پلی‌پروپیلن حاوی نانو ذرات نقره نیز افزایش می‌‌یابد. کیتوزان ونقره نسبت به باکتری‌های گرم مثبت قویتر از باکتری‌های گرم منفی عمل می‌‌کنند. همچنین مقایسه نمونه‌های حاوی نقره و کیتوزان نیز نشان داد که نمونه حاوی نقره قدرت ضد‌باکتریایی بیشتری از خود نشان می‌‌دهد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی