Poli(n-izopropilakrilamid)/montmorillonit Nanokompozit Hidrojellerinin Ağ Parametreleri Ve Şişme Özellikleri

Abstract

Sıcaklığa duyarlı hidrojellerin bağışıklık sistemini incelemek, ilaç taşıyıcı sistemler olarak kullanılmak, enzimleri durağanlaştırmak ve ayırma işlemlerinde kullanılmak gibi faydalı uygulamaları bulunmaktadır. Bu uygulamalarda hem şişme davranışı hem de mekanik özellikler başlıca önemli parametrelerdir. Bunlardan, hidrojellerin şişme dereceleri son 20 yılda mekanik dayanımlarından çok daha fazla ilgi çekmiştir. Hidrojellerin şişme dereceleri sadece polimerin doğasına ve şişme ortamına değil çarpaz bağ yoğuluğuna da bağlıdır. Ayrıca, hidrojeller, genellikle, bazı uygulamalar (ilaç taşıyıcı matriks ) için oldukça zayıf mekanik dayanım ve kararlılığa sahiptirler. Bu özelliklerin iyileştirilmesi hidrojeller için çok daha farklı kullanım alanlarının açılmasına olanak sağlayacaktır. Bu projede, MMT (çok fonksiyonlu çapraz bağlayıcı) içerikleri farklı poli(N-izopropilakrilamid)(PNIPAAm)/Na+-montmorillonit (MMT) nanokompozit hidrojelleri sentezlendi. Çapraz bağlayıcı ve aktifleyici bileşenlerin, ve sıcaklığın PNIPAAm/MMT hidrojellerinin denge şişme dereceleri ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri araştırıldı. Şişme ve sıkıştırma ölçümlerinden, hidrojellerin yapılarını karakterize etmek için kullanılabilen, etkin çapraz bağ yoğunluğu νe, çapraz bağlar arasındaki ortalama molekül ağırlığı Mc and polimer-su etkileşim parametresi χ hesaplandı. NIPAAm hidrojellerinin şişme derecelerinin ve mekanik performanslarının, çok fonksiyonlu çapraz bağlayıcı olarak Na+-MMT kullanarak ve oda sıcaklığının altındaki bir sıcaklıkta (T = 10˚C) sentezleyerek iyileştirilebildiği gözlendi.

Thermosensitive hydrogels are useful for such applications as immunoassays, drug delivery systems, separation processes and immobilization of enzymes. In these applications, both swelling behaviour and mechanical properties are essential important parameters, although the former has attracted greater attention over the last two decades, than the latter. The swelling degree of hydrogels depends not only on the nature of polymer and swelling medium, but also on the crosslinking density. Furthermore, in general, hydrogels have rather poor mechanical strength and durability for some applications, such as drug delivery matrix, and hence investigating and possibly enhancing these properties will make hydrogels more acceptable for many future applications. In this project, Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) / Na+ - montmorillonite (MMT) nanocomposite hydrogels having a range of multi-crosslinker, MMT contents were synthesized. The effects of activator and crosslinker contents and, temperature on the equilibrium swelling degrees and mechanical properties for PNIPAAm/MMT hydrogels were investigated. From the swelling and compression measurements, effective crosslinking density νe, average molecular weight between crosslinks Mc and polymer-water interaction parameter χ, which can be used to characterize the structures of the hydrogels, were calculated. It has been observed that the mechanical performance and swelling degree of NIPAAm hydrogels could be improved by using Na+-MMT as multi crosslinker and by synthesizing below the room temperature (T = 10˚C).