سنتز هیدروژل‌های زیست‌سازگار بر پایه متیل‌سلولز و پلی‌وینیل الکل با کاتالیزور اسید استیک
  •   آرشیو : نسخه بهار و تابستان 1404
  •   کد پذیرش : 25504
  •   موضوع : شیمی
  • نویسنده/گان : | محمدرضا فتاحی، سعید استاد موحد
  •   زبان : فارسی
  •   نوع مقاله : پژوهشی
  •   چکیده مقاله به فارسی : در این پژوهش، هیدروژل‌های کامپوزیتی بر پایه پلی‌وینیل الکل (PVA) و متیل‌سلولز (MC) با استفاده از کاتالیزور اسید استیک و نرم‌کننده‌های آلی (سوربیتول و گلیسرول) سنتز شدند و ساختار شیمیایی آنها به‌وسیله طیف‌سنجی FTIR مورد تحلیل قرار گرفت. در تمامی نمونه‌ها، باندهای مشخصه‌ای شامل O–H (3400–3439 cm⁻¹)، C–H (2855–2951 cm⁻¹)، C=O (1656–1663 cm⁻¹) و C–O–C (1318–1322 cm⁻¹) مشاهده شدند که وجود گروه‌های عاملی هیدروکسیل، کربوکسیل، متیل، آلیل و اتر را در ساختار هیدروژل‌ها تأیید کردند. باندهای O–H حاکی از تشکیل پیوندهای هیدروژنی داخلی و بین‌مولکولی بودند که نقش مهمی در جذب آب و هیدروفیلیسیته مواد داشتند، در حالی که باندهای C=O و C–O–C نشان‌دهنده واکنش‌های اتصال عرضی (Cross-linking) بین زنجیرهای پلیمری تحت تأثیر کاتالیزور بودند. باندهای C–H نیز نسبت به گروه‌های متیل و متیلن در ساختار پلیمری اشاره داشتند و استحکام ساختاری را تأیید می‌کردند.نتایج نشان دادند که افزایش مقدار PVA (6 و 7.5 گرم) و افزایش دما (60 و 70 درجه سانتی‌گراد) منجر به افزایش شدت باندهای معرف پیوندهای شبکه‌ای شد و ساختارهایی با ثبات بالاتر را رقم زد. در میان نرم‌کننده‌ها، سوربیتول به‌دلیل داشتن تعداد بیشتری گروه OH، پیوندهای هیدروژنی بیشتری را با گروه‌های OH موجود در PVA و MC ایجاد کرد و منجر به انعطاف‌پذیری بیشتر هیدروژل شد، در حالی که گلیسرول به‌خوبی پایداری حرارتی را افزایش داد.این یافته‌ها با نتایج آزمون‌های TGA/DSC و SEM تأیید شدند و نشان دادند که نمونه‌های سنتز شده با اسید استیک از پایداری حرارتی و ظرفیت جذب آب بالاتری برخوردارند. در مجموع، نتایج FTIR تأیید کرد که سنتز هیدروژل‌های شبکه‌ای منظم و پایدار با استفاده از کاتالیزورهای آلی و تنظیم نسبت‌های پلیمری امکان‌پذیر است و این مواد می‌توانند در کاربردهای پزشکی، دارورسانی، پانسمان زخم و کشاورزی مورد استفاده قرار گیرند.
  •   لیست منابع : [1] عشاقی، ص.، لقمانیان، س. م.، و عشاقی، س. (1403). پوشش‌های پلیمری زیستی و کاربردهای زیست‌پزشکی. مقاله ارائه‌شده در دومین کنگره بین‌المللی علوم، مهندسی و فناوری‌های نوین.
    [2] حمیدی هولاسو، ف.، و فصاحت، پ. (1401). مقایسه استفاده از پلی‌وینیل الکل (PVA) و پلیمر طبیعی کربوکسی متیل سلولز (CMC) در پوشش بذر کلزا. مقاله ارائه‌شده در ششمین کنفرانس شیمی کاربردی انجمن شیمی ایران، ملایر.
    [3] سلطان‌الذاکرین سرخابی، ط.، و فلاحی سامبران، م. (1400). ساختار، خواص و رفتار هیدروژل‌های پلیمری و برخی از کاربردهای پزشکی و صنعتی آنها. مقاله ارائه‌شده در دومین کنفرانس بین‌المللی شیمی و مهندسی شیمی، تهران.
    [4] جعفری، س. (1399). سنتز و بررسی خواص هیدروژل‌های چندشبکه‌ای بر پایه پلی‌آکریلیک اسید/سدیم آلژینات/آگارز [پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه زنجان].
    [5] عسکری، ف.، رمضانی، ا.، رسولی گرمارودی، ا.، جعفری پطرودی، س. ر.، حسین‌زاده، ج.، و محمدکاظمی، ف. (1401). ساخت کامپوزیت هیدروژل بر پایه کربوکسی متیل سلولز اصلاح‌شده حرارتی و نانوزئولیت. مجله صنایع چوب و کاغذ ایران، 13(4)، 1-15.
    [6] فقیر، س. (1400). طراحی و ساخت هیدروژل شبکه‌ای پلیمری درهم‌تنیده بر پایه کیتوسان و نانوالیاف سلولز به منظور استفاده در مهندسی بافت غضروف [پایان‌نامه دکتری، دانشگاه تهران].

    [7] Ejaz, U., Rashid, R., Ahmed, S., Narejo, K. K., Qasim, A., Sohail, M., ... & Moin, S. F. (2023). Synthesis of methylcellulose-polyvinyl alcohol composite, biopolymer film and thermostable enzymes from sugarcane bagasse. International Journal of Biological Macromolecules, 235, 123903.
    [8] Zhang, X., Do, M. D., Kurniawan, L., & Qiao, G. G. (2010). Preparation and characterization of cellulose-based hydrogels via radiation-induced crosslinking. Carbohydrate Research, 345(15), 2174-2182.
    [9] Dilaver, M., & Yurdakoc, K. (2016). Fumaric acid cross-linked carboxymethylcellulose/poly (vinyl alcohol) hydrogels. Polymer Bulletin, 73, 2661-2675.
    [10] Berger, J., Reist, M., Mayer, J., Felt, O., Peppas, N. A., & Gurny, R. (2004). Structure and interactions in covalently and ionically crosslinked chitosan hydrogels for biomedical applications. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 57(1), 19-34. https://doi.org/10.1016/S0939-6411(03)00161-9
    [11] Han, X., Xiao, G., Wang, Y., Chen, X., Duan, G., Wu, Y., ... & Wang, H. (2020). Design and fabrication of conductive polymer hydrogels and their applications in flexible supercapacitors. Journal of Materials Chemistry A, 8(44), 23059-23095.
    [12] Jin, S. G. (2022). Production and application of biomaterials based on polyvinyl alcohol (PVA) as wound dressing. Chemistry–An Asian Journal, 17(21), e202200595.
    [13] Alfindee, M., Sweah, Z. J., & Saki, T. A. (2021). Preparation and characterization of polymer blends based on carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, and polyvinylpyrrolidone. Egyptian Journal of Chemistry, 64(5), 2679-2684.
    [14] Caló, E., & Khutoryanskiy, V. V. (2015). Biomedical applications of hydrogels: A review of patents and commercial products. European Polymer Journal, 65, 252-267.
    [15] Abdullah, A. M., Aziz, S. B., & Saeed, S. R. (2021). Structural and electrical properties of polyvinyl alcohol (PVA): Methyl cellulose (MC) based solid polymer blend electrolytes inserted with sodium iodide (NaI) salt. Arabian Journal of Chemistry, 14(11), 103388.
    [16] Capanema, N. S. V., Mansur, A. A. P., Carvalho, I. C., Carvalho, S. M., & Mansur, H. S. (2023). Bioengineered water-responsive carboxymethyl cellulose/poly (vinyl alcohol) hydrogel hybrids for wound dressing and skin tissue engineering applications. Gels, 9(2), 166.
    [17] Arefian, M., Hojjati, M., Tajzad, I., Mokhtarzade, A., Mazhar, M., & Jamavari, A. (2020). A review of Polyvinyl alcohol/Carboxymethyl cellulose (PVA/CMC) composites for various applications. Journal of Composites and Compounds, 2(3), 69-76.
    [18] Kamoun, E. A., Kenawy, E. R. S., & Chen, X. (2017). A review on polymeric hydrogel membranes for wound dressing applications: PVA-based hydrogel dressings. Journal of Advanced Research, 8(3), 217-233. https://doi.org/10.1016/j.jare.2017.01.005
    [19] Iqbal, F. M., Ahmad, M., & Tulain, U. R. (2017). Microwave radiation induced synthesis of hydroxypropyl methylcellulose-graft-(polyvinylalcohal-co-acrylic acid) polymeric network and its in vitro evaluation. Acta Pol. Pharm, 74(2), 527-541.
    [20] Kareem, S. A., Dere, I., Gungula, D. T., Andrew, F. P., Saddiq, A. M., Adebayo, E. F., ... & Patrick, D. O. (2021). Synthesis and characterization of slow-release fertilizer hydrogel based on hydroxy propyl methyl cellulose, polyvinyl alcohol, glycerol and blended paper. Gels, 7(4), 26.
  •   کلمات کلیدی به فارسی : FTIR، هیدروژل، پیوندهای شیمیایی، کاتالیزور.
  •   چکیده مقاله به انگلیسی :
  •   کلمات کلیدی به انگلیسی :
  •  صفحات : 23-32
  •   دانلود فایل ( 820.36 KB )