تهيه نانو كامپوزيت پلي‌آنيلين - پلي‌وينيل‌الكل - نقره و بررسي خواص فيزيكوشيميايي و ضدباكتريايي آن

Preparation of Polyaniline/Polyvinyl Alcohol/Ag Nanocomposite and Characterization of Its Physicochemical and Antibacterial Properties

اهداف: استفاده همزمان از پليمرهاي عايق و نانوساختارهايي مانند نقره به منظور تهيه نانوكامپوزيت هاي سه جزيي با تقويت اثر يكديگر مي تواند در بهبود خواص مكانيكي و فرآيندپذيري پلي آنيلين نتايج مطلوب تري به دنبال داشته باشد. هدف اين پژوهش، تهيه نانوكامپوزيت پلي آنيلين پلي وينيل الكل نقره و بررسي خواص فيزيكوشيميايي و ضدباكتريايي آن بود.مواد و روش ها: در پژوهش تجربي حاضر از پلي آنيلين (pani) به عنوان پليمر رسانا، پلي وينيل الكل (pva) به عنوان پليمر طبيعي و نانوذرات نقره (ag) به عنوان تقويت كننده خواص آنتي باكتريال، خواص مكانيكي و پايداري حرارتي براي تهيه نانوكامپوزيت استفاده شد. سنتز كامپوزيت pani-pva و نانوكامپوزيت pani-pva-ag از طريق افزايش پلي آنيلين و نقره به محلول پلي وينيل الكل، انجام و از درصدهاي وزني مختلف اجزاي سازنده و طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (ft-ir)، ميكروسكوپ الكترون روبشي (sem)، آناليز ترموگراويمتري (tga) و ميكروسكوپ الكتروني پويشي متصل به سامانه پراش انرژي پرتوي ايكس (edx) براي بررسي خواص استفاده شد.يافته ها: پايداري حرارتي نانوكامپوزيت نسبت به پلي وينيل الكل خالص در دماهاي بالاي 400 °c بهبود يافت. حضور پيك هاي شاخص پلي آنيلين، پلي وينيل الكل و نقره در طيف ft-ir نانوكامپوزيت نشان دهنده سازگاري اجزاي سازنده نانوكامپوزيت بود. نانوكامپوزيت پلي وينيل الكل پلي آنيلين نقره به ترتيب با 88-93% وزني داراي بيشترين مقدار استحكام كششي بود و نانوكامپوزيت سه تايي حالت بهينه به شمار مي رفت.نتيجه گيري: اجزاي سازنده نانوكامپوزيت پلي آنيلين پلي وينيل الكل نقره سازگار هستند. حضور نانوذرات نقره و پلي آنيلين در ساختار نانوكامپوزيت باعث بهبود پايداري حرارتي آن نسبت به پلي وينيل الكل خالص در دماي بالا مي شود. نانوكامپوزيت پلي آنيلين پلي وينيل الكل نقره، مقابل باكتري هاي بيماري زاي گرم مثبت و گرم منفي اثر بازدارندگي دارد. كاهش درصد وزني پلي وينيل الكل يا افزايش درصد وزني پلي آنيلين باعث افت مقادير استحكام كششي مي شود.

Aims The simultaneous use of insulating polymers and nanostructures such as silver to produce triangular nanocomposites, with the reinforcement of effect of each other, can have better results in improving the mechanical properties and processability of polyaniline. The current study was conducted with the aim of preparation of Polyaniline/Polyvinyl Alcohol/Ag nanocomposite and characterization of its physicochemical and antibacterial properties. Materials & Methods In the present experimental research, polyaniline (PANI) was used as a conducting polymer, polyvinyl alcohol (PVA) was used as a biopolymer because of its biodegradable property. Ag nanoparticles also was considered as a reinforcing agent of thermal stability, mechanical and antibacterial property to prepare PANI-PVA-Ag nanocomposite. The synthesis of PANI-PVA composite and PANI-PVA-Ag nanocomposite was performed through polyaniline and Ag addition in PVA solution. Different weight percent of components and Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetric Analysis (TGA), and scanning electron microscope connected to the X-ray Diffraction System (EDX) were used to investigate the properties. Findings Thermal stability of the nanocomposite in comparison with pure PVA in temperatures above 400ᵒC was promoted. The presence of PANI, PVA, and Ag in the FTIR spectroscopy showed the compatibility of the nanocomposite components. The greatest tensile strength belonged to PANI/PVA/Ag nanocomposites with 88%, 9%, and 3%w/w. Conclusion The components of Polyaniline/Polyvinyl Alcohol/Ag are compatible. The presence of PANI and Ag nanoparticles in the structure of the nanocomposite improves its thermal stability than pure PVA at high temperatures. Polyaniline/Polyvinyl Alcohol/Ag canocomposite has inhibitory effect on gram-positive and gram-negative pathogenic bacteria. Reducing the weight percent of PVA or increasing the weight percent of PANI decrease the tensile strength.