|
|
علوم و تکنولوژی پلیمر، جلد ۳۷، شماره ۴، صفحات ۰-۰
|
|
|
| عنوان فارسی |
ساخت و شناسایی هیدروژل‌های شبکه دوگانه خودترمیم برپایه پلی(وینیل الکل): بررسی خواص ساختاری در سامانه گران‌روکشسان |
|
| چکیده فارسی مقاله |
فرضیه: هیدروژل‌های شبکه دوگانه با ترکیب دو شبکه پلیمری درهم‌نفوذی، نه تنها از نظر مکانیکی پایدار هستند، بلکه قابلیت خودترمیمی را نیز با استفاده از پیوندهای دینامیکی برگشت‌پذیر فراهم می‌کنند. این پیوندها به هیدروژل‌ها امکان می‌دهند، پس از آسیب یا تنش به حالت اولیه خود برگردند و ساختار خود را بازسازی کنند. ویژگی‌های خاص این نوع هیدروژل‌ها می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌های پزشکی، مهندسی مواد و فناوری‌های پیشرفته داشته باشد.
روش‌ها: در این مطالعه، هیدروژل‌های خودترمیم با ساختار شبکه دوگانه برگشت‌پذیر بر پایه پلی(وینیل الکل) (PVA) و با استفاده از مقادیر متفاوت آکریل آمید (AM) بررسی شد. این هیدروژل از PVA، مونومر Am، شبکه‌ساز بوراکس و یون‌های Fe+³ در مجاورت آمونیوم پرسولفات (APS) به‌عنوان آغازگر پلیمرشدن رادیکالی آزاد، ساخته شده است. به‌منظور ارزیابی ساختار، شکل‌شناسی و عملکرد هیدروژل‌های سنتزشده، آزمایش‌های طیف‌سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، تحلیل شکل‌شناسی سطح در مقیاس میکروسکوپی (SEM و EDX)، پایداری گرما‌وزن‌سنجی (TGA)، آزمون تورم تعادلی (آب مقطر و محلول آب‌نمک 0.9% وزنی) و آزمایش‌های رئولوژیکی و قابلیت هیدروژل در خودترمیمی پس از اعمال تنش انجام شد.
یافته‌ها: نتایج آزمون FTIR تشکیل ساختار هیدروژل و تشکیل گروه‌‌های عاملی را تأیید کرد. تصاویر SEM نشان داد، با افزایش غلظت AM، ساختار هیدروژل از حالت صاف و بدون تخلخل به ساختار مزوحفره و همگن تبدیل می‌شود. همچنین، با افزایش غلظت AM، ساختاری فشرده و متراکم به‌دلیل افزایش چگالی شبکه اتصال عرضی ایجاد می‌شود. بررسی رفتار تورمی نشان داد، نمونه PVA/PAM0.5 بیشترین مقدار تورم تعادلی را دارد. نتایج TGA افزایش پایداری گرمایی هیدروژل‌ها با افزایش غلظت AM را تأیید کرد. ارزیابی‌های رئولوژیکی نشان داد، هیدروژل PVA/PAM0.5 قابلیت حفظ خواص گران‌روکشسانی و بازیابی کامل ساختار پس از تخریب مکانیکی را دارد و می‌تواند در دمای محیط بدون نیاز به محرک خارجی، به‌مدت 2h خود را ترمیم کند. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
خودترمیم شوندگی،
هیدروژل،
شبکه دوگانه،
ویسکوالاستیک،
رئولوژی، |
|
| عنوان انگلیسی |
Synthesis and Characterization of Self-Healing, Dual-Network Hydrogels Based on Polyvinyl alcohol: StructureProperty Relationships in a Viscoelastic System |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
Hypothesis: Dual-network hydrogels, created by combining two interpenetrating polymer networks, demonstrate improved mechanical stability and selfhealing properties due to the presence of reversible dynamic bonds. These
bonds allow the hydrogel to regain its original structure after suffering damage or stress. The distinctive characteristics of this type of hydrogel offer significant potential for a variety of applications in fields such as medicine, materials engineering, and developed technology.
Methods: This study developed and investigated a self-healing hydrogel with a reversible dual-network structure made from polyvinyl alcohol (PVA) and varying amounts of acrylamide (AM). The hydrogel was synthesized using PVA, AM, borax as a crosslinker, and iron (III) ions, with ammonium persulfate (APS) serving as a radical
polymerization initiator. To evaluate the structure, morphology, and performance of the synthesized hydrogel, several tests were conducted, including Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), and energydispersive X-ray spectroscopy (EDX) for microscopic surface morphology analysis
thermogravimetric analysis (TGA), swelling behavior (in distilled water and 0/9% by wt saline solution), rheological measurements, and assessments of the hydrogel's self-healing capability.
Findings: The results of the FTIR analysis confirmed the formation of the hydrogel structure and the presence of functional groups. SEM images showed that as the concentration of acrylamide (AM) increased, the hydrogel's structure changed from a smooth, non-porous surface to a mesoporous and homogeneous structure. At even higher concentrations of AM, a more compact and dense structure was observed due to increased crosslinking density Swelling behavior tests indicated that the PVA/PAM0.5 sample exhibited the highest equilibrium swelling. TGA results confirmed that the thermal stability of the hydrogels improved with higher concentrations of AM. Rheological evaluations revealed that the PVA/PAM0.5 hydrogel maintained its viscoelastic properties and fully recovered its structure after mechanical degradation Additionally, it demonstrated self-healing capabilities within 2 h at ambient temperature, without external stimulation. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
خودترمیم شوندگی,
هیدروژل,
شبکه دوگانه,
ویسکوالاستیک,
رئولوژی |
|
| نویسندگان مقاله |
هما اعتمادی مقدم |
تهران، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، پژوهشکده مهندسی شیمی و نفت، کد پستی 1497716320
مهسا باغبان صالحی |
تهران، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، پژوهشکده مهندسی شیمی و نفت، کد پستی 1497716320
|
|
| نشانی اینترنتی |
http://jips.ippi.ac.ir/article_2093_9eabca9aaf45df827a05509091ab8445.pdf |
| فایل مقاله |
فایلی برای مقاله ذخیره نشده است |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
fa |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
نسخه مرتبط |
نشریه مرتبط |
فهرست نشریات
|