هیدروژل ابرجاذب پلی آکریل آمید سولفون دار-آلومینیم نیترات: خواص تورمی، مکانیکی، گرمایی و ساختاری

پژوهش حاضر با هدف ساخت نمونه آزمایشگاهی هیدروژل با تورم پذیری زیاد و حفظ ساختار سه بعدی در برابر شرایط محیطی انجام شد. روش ها در پژوهش حاضر نخست برپایه طراحی و ساخت شبکه سه بعدی هیدروژل ابرجاذب با استفاده از پلیمر آکریل آمید سولفون دار آبکافت شده و آلومینیم نیترات 9 آبه به عنوان عامل شبکه ساز و درنهایت تحلیل داده ها و تعیین هیدروژل بهینه با استفاده از روش پاسخ سطح بوده است. به عبارت دیگر، با طراحی مجموعه آزمون ها و با استفاده از روش پاسخ سطح، هیدروژل بهینه برحسب سه پاسخ زمان تشکیل، زمان چروکیدگی و مقدار تورم شناسایی شد که البته خواص شیمیایی و شکل شناسی هیدروژل ابرجاذب بهینه با استفاده از روش بطری (تورم و چروکیدگی)، رئولوژی، طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS) و آزمون گرماوزسنجی (TGA) معین شد. نتایج نشان داد، هیدروژل بهینه ماده ای با غلظت 40000ppm از پلیمر شامل 6wt% عامل شبکه ساز است. زمان چروکیدگی هیدروژل ابرجاذب بهینه حاصل بیش از 180 روز، مقدار تورم 2800 برابر وزن ماده خشک اولیه، مدول کشسانی 15240Pa و پایداری گرمایی تا دمای 325 درجه سلسیوس بود. در این پژوهش، بیشترین مقدار تورم (4000 برابر وزن خشک هیدروژل ابر جاذب) در ترکیب هیدروژل با غلظت 20000ppm پلی آکریل آمید و با نسبت وزنی 6 به 100 آلومینیم نیترات 9 آبه به پلیمر مشاهده شد. اما، زمان چروکیدگی آن (کمتر از 10 روز) مانع از انتخاب این ترکیب از دو ماده به عنوان غلظت بهینه شد. همچنین، نسبت وزنی عامل شبکه ساز به پلیمر به عنوان کنترل کننده زمان تشکیل و چروکیدگی هیدروژل و غلظت پلیمر پارامتر اصلی در کنترل مقدار تورم، معرفی شد. پلی آکریل آمید و با نسبت وزنی 6 به 100 آلومینیم نیترات نه آبه به پلیمر مشاهده شد، اما زمان چروکیدگی آن (کمتر از 10 روز) مانع از انتخاب این ترکیب از دو ماده به عنوان غلظت بهینه شد. همچنین، نسبت وزنی عامل شبکه ساز به پلیمربه عنوان کنترل کننده زمان تشکیل و چروکیدگی هیدروژل و غلظت پلیمر پارامتر اصلی در کنترل مقدار تورم معرفی شد.