Skip to main content
SUPERVISOR
Ghasem Rezanejad,Ali Zadhosh
قاسم رضانژاد (استاد مشاور) علی زادهوش (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Zehtabi
فاطمه زهتابی

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Synthesis and Characterization of Hydrogel Based on Alignate -(2-dimethylamino)Ethylmethacrylate Via Gamma-Radiation
Hydrogels are 3-D crosslinked hydrophilic polymer networks that absorb large amounts of water up to hundred or thousand times of its dead weight without dissolving. Hydrogels can be prepared starting from hydrophilic monomers, prepolymers or existing hydrophilic polymers. They can be prepared by two methods: chemical and irradiation. Gamma Radiation can be used as a initiator and a cross linker. Graft copolymerization of hydrophilic monomers and polyfunctional comonomers, leads to the formation of hydrophilic network structures. Cross-linking during polymerization is an important factor that yields a network polymer, which will not dissolve in water, and can absorb and retain water under low load. In the present study, hydrophilic hydrogels based on poly (2-)Dimethyl)amino ethyl methacrylate( as synthetic monomer and sodium alginates as natural polymer (AG) were prepared by gamma irradiation. Excellent water absorption and water retention abilities was shown by the synthesized copolymer for the first time. Optimization of the experiments were carried out by design of experimental methods. For investigation of the effect of reaction variables on water absorbency of the hydrogels, the synthetic conditions were systematically optimized through studying the influential factors, including , dose rate irradiation and concentration of monomer and alginate. The effect of grafting variables were systematically optimized to achieve a hydrogel with a maximum swelling capacity. The swelling of superabsorbent hydrogels was measured in various solutions with pH values ranging from 1 to 13. Factors which influence the water uptake of hydrogel such sensitivity to the salt solution, swelling kinetics in distilled water, PH reversibility and on–off switching were investigated. The hydrogel was characterized using FTIR spectroscopy, TGA and SEM.The hydrogel behaviour is influenced by two main parameters, ie grafting percentage and extent of crosslinking. By increasing these two parameters the extent of uptake, is reduced. Generally environmental factors such as ionic strength, Ph, partical size of hydrogel and chemical structure of the swelling medium can influence the adsorption capacity of the hydrogel
ابرجاذب‌ها، شبکه های پلیمری آبدوست هستند که مقادیر فوق‌العاده زیاد آب و محلول های آبی را جذب و در خود حفظ می کنند. هر ذره آن ها پس از جذب آب و تورم، ضمن دارا بودن قوام مکانیکی، شکل هندسی کلی اولیه خود را حفظ می کند. هیدروژل ها به دو روش شیمیایی و پرتودهی سنتز می شوند. روش سنتز شیمیایی شامل روش‌های پلیمر‌شدن محلولی و تعلیقی وارون است. روش دیگر، روش سنتز پرتودهی است که توسط تابش انجام می شود که در این روش، پرتودهی باعث ایجاد ساختار شبکه‌ای در ابرجاذب می گردد. از مهم ترین خواص کاربردی قابل اندازه‌‌‌‌‌‌گیری ابرجاذب ها، ظرفیت جذب، سرعت جذب و تغییر میزان جذب هیدروژل در شرایط مختلف محیط است. زمینه‌های رایج و بالقوه مصرف هیدروژل ها شامل مصارف پزشکی، بهداشتی (به طور عمده پوشک و نواربهداشتی)، کشاورزی و تولید منسوجاتی با قابلیت‌های وسیع است. در هریک از این قلمروها، پژوهش‌های زیادی انجام می ‌شود تا به فراورده‌های جدید با خواص بهینه دست یابند. در این پ‍ژوهش روش سنتز یک هیدروژل ابرجاذب متشکل از پلیمر بستر آلجینات و مونومر (2- (دی متیل آمینو) اتیل متاکریلات) با استفاده از پرتو گاما تحت اثر متغیرهای غلظت پلی ساکارید آلجینات، غلظت مونومر (2- (دی متیل آمینو) اتیل متاکریلات) و دز اشعه گاما بررسی شد که برای بهینه سازی آزمایش ها از روش های آماری K 2 و CCD استفاده شد. برای تعیین متغیرهای ساختاری مانند درصد پیوندزنی مونومر (2- (دی متیل آمینو) اتیل متاکریلات)، از روش تجزیه عنصری بهره گرفته شد و درصد آن حدود 30% به دست آمد. با استفاده از دستگاه دانسیتومتر دانسیته پلیمر 32/1 محاسبه و در نهایت چگالی شبکه بندی پلیمر (cm 3 /gr) 001/0 تعیین گردید. سپس خواص کاربردی قابل اندازه‌‌‌‌‌‌گیری ابرجاذب‌ها، مانند ظرفیت جذب، سرعت جذب و تغییر میزان جذب هیدروژل در شرایط مختلف محیط (مانند غلظت های مختلف از محیط های یونی و PH های مختلف) اندازه گیری شد. جذب نمونه بهینه gr/gr 235 به دست آمد وهیدروژل سنتز شده نسبت به محیط های یونی و محیط های با pH مختلف از خود رفتار هوشمندانه ای را بروز داد. در ادامه برای تائید انجام واکنش پلیمریزاسیون پیوندی از طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR)، برای بررسی مورفولوژی هیدروژل، از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و برای بررسی حساسیت دمایی از آزمایش TGA استفاده شد. در نهایت نتایج بدست آمده موید این مطلب است که خواص ابرجاذب ها، هم تحت تأثیر متغیرهای ساختاری آن ها و هم تحت تأثیر عوامل محیطی (محیط تورم) است. به عنوان مثال چگالی شبکه بندی، عاملی درونی یا ساختاری بسیار مهمی است که فزونی آن باعث کاهش ظرفیت جذب و افزایش استحکام هیدروژل ابرجاذب می شود، اما قدرت یونی محلول، عاملی بیرونی یا محیطی است که افزایش آن باعث کاهش ظرفیت و سرعت جذب در ابرجاذب های یونی می شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی