تهیه سوپرجاذب ضد باکتری به روش تبادل یونی و بررسی خواص تورمی آن

یکی ازاهداف اساسی در تهیه سوپرجاذب ها، بهبود استحکام مکانیک پایین هیدروژل ها درحالت متورم است.سوپرجاذب ها باید درهنگام سرویس دهی درکاربردهای بهداشتی، قوام و استحکام کافی ومناسب داشته باشند. ازآنجاکه وقتی سوپرجاذب تحت باریا فشارقرارمی گیرد ظرفیت جذب آن کم می شود، کمیتی موسوم به جذب تحت بار (aul) یا جذب تحت فشار برای آن ها تعریف شده است. بخش عمده ای از پژوهش های حوزه سوپرجاذب، صرف افزایش جذب تحت بار شده است و البته، اغلب هر اقدامی در این جهت، با اُفت جذب آزاد همراه بوده است. این اُفت، اهمیت چندانی ندارد، زیرا جذب آزاد، ظرفیت جذب واقعی نیست و در اکثر کاربردها، سوپرجاذب در حالی که تحت فشار است باید محلول آبی را جذب کند[1]. برای افزایش استحکام یک هیدروژل، راه های متعددی وجود دارند که یکی از آنها وارد کردن عامل آب گریز به ساختار سوپرجاذب است[2]. طبیعی است که با افزایش غلظت عامل شبکه ساز می توان به این امر مهم دست یافت. ولی باید توجه کرد که افزایش درصد شبکه ای شدن به قیمت کاهش ظرفیت جذب هیدروژل تمام می شود. از سوی دیگر، ظرفیت تورمی هیدروژل های یونی وسوپرجاذب هابه شدت به مقدارقدرت یونی در محیط تورمی بستگی دارد. با افزایش قدرت یونی محیط، فشار اسمزی، و به تبع آن ظرفیت تورمی هیدروژل کاهش می یابد، تاجایی که هیدروژل درغلظت های بالای نمک، رسوب می کند. اگرنمک حاوی یون های چندظرفیتی باشد، اثرنمک بسیارقوی تروآشکارترخواهدبود[3]. بررسی ها نشان می دهد که وارد کردن عامل آب گریز به ساختار سوپرجاذب، تاثیرات متفاوتی بر روی میزان تورم آن در آب نمک بر جای می-گذارد.که بستگی به عواملی از جمله نوع و میزان عامل آب گریز و نحوه توزیع آن در بین زنجیر های پلیمری دارد[4]. ازسوی دیگرسوپرجاذب بهداشتی لازم است تا ادرار وخون را به سرعت جذب کند. نتایج و بررسی ها نشان داده است که وارد کردن عامل آب گریز بر روی سرعت تورم آن نتایج جالبی را بر جای می گذارد [5]. افزون بر آن، در محیط کاربرد، سوپر جاذب ها بایستی قابلیت جلوگیری از رشد و تکثیر باکتری ها را داشته باشند تا از بیماری های عفونی و بوهای نامطبوع جلوگیری شود [6]. استفاده از سامانه هایی که هر دو گروه آب دوست و آب گریز را دارا باشند، منجر به تعدیل در درجه تورم و نفوذ عامل تورم می شود. همچنین چگونگی و مقدار نفوذ مولکول های آب در شبکه سوپرجاذب، بستگی به ساختار شیمیایی و توزیع مونومر های آب گریز در بین زنجیر های پلیمری دارد. زمانی که غلظت مونومر آب دوست زیاد باشد یک کاهش لحظه ای در سرعت جذب و جذب تعادلی مشاهده می شود [4]. با توجه به مطالعات و بررسی های انجام شده، در پروژه حاضر، استفاده از عوامل ضد باکتری که قابلیت مبارزه با میکروارگانیسم ها و از بین بردن آن ها را دارد در دستور کار قرار گرفت. همچنین با توجه به اینکه وجود گروه های آلکیلی بلند زنجیر در ساختار عامل ضد باکتری هم باعث بهبود خاصیت ضد باکتری شده [7] و همچنین باعث تاثیرات جالبی در ظرفیت تورمی سوپر جاذب ها شده است، در این پروژه ما از نمک آمونیوم چهارتایی ستیل تری متیل آمونیوم برمید(ctab) استفاده کردیم که دارای گروه آلکیلی بلند زنجیر در ساختار خود است. واکنش اصلی موردنظر در این پروژه، یک واکنش تبادل یونی بین نمک آمونیوم(ستیل تری متیل آمونیوم برمید) و یون سدیم موجود در ساختار سوپر جاذب است که به عنوان یون مخالف محیط کربوکسیلات در ساختار سوپر جاذب نگه داشته شده است. در پروژه حاضر به بررسی سه عامل زمان واکنش، مقدار عامل ضد باکتری ( عامل اصلاح کننده سطح؛ ctab ) و نیز میزان درصد آب در مخلوط حلال بر روی ظرفیت تورمی سوپرجاذب پرداخته شده است. همچنین به توزیع عامل ضد باکتری در بستر شبکه سوپرجاذب پرداخته شده است. در نهایت میزان فعالیت ضد باکتری نمونه اصلاح شده در این واکنش مورد بررسی قرار گرفته است.