بهينه‌سازي ساخت نيمه شبكه هاي درهم خليده پلي (آكريليك اسيد)/ زانتان با استفاده از روش سطح پاسخ

ابرجاذب ها، هيدروژل هاي آبدوستي هستند كه مي‌توانند مقادير زيادي آب را در ساختارهاي سه‌بعدي خود جاي دهند و كاربردهاي گسترده اي در علوم مختلف مانند دارو رساني، پزشكي و كشاورزي دارند. اين مواد پليمرهاي آبدوستي هستند كه به صورت فيزيكي و يا شيميايي شبكه‌اي شده اند. ميزان شبكه اي شدن هيدروژل ها و مقدار تورم آن ها در محيط هاي آبي دو ويژگي متقابل هم هستند. در صورت افزايش اتصالات عرضي در يك هيدروژل، هرچند ميزان تبديل (conversion) و خواص فيزيكي و مكانيكي هيدروژل افزايش مي يابد، اما از سوي ديگر ميزان تورم آن دچار كاهش مي شود. بنابراين تعيين شرايط مناسب پليمريزاسيون به منظور دستيابي به خواص و تورم بهينه، چالش پيش روي پژوهشگران است. در اين پژوهش به منظور بهينه سازي شرايط سنتز نيمه شبكه هاي درهم خليده پلي (آكريليك اسيد)/زانتان از روش سطح پاسخ (Response surface method) با استفاده از طرح باكس بنكن (BoxBehnken design) استفاده شد. متغيرهاي اين روش، نسبت مولي عامل اتصال عرضي دهنده (X1)، درصد وزني صمغ زانتان (X2) به عنوان محيط واكنش و مقدار آغازگر (X3) بوده است كه تغييرات هر يك در سه سطح در نظر گرفته شد. پاسخ‌هاي مورد ارزيابي در روش سطح پاسخ، ميزان تبديل (Y1) و ميزان تورم (Y2) هيدروژل ها در آب بوده است. بر اساس 17 آزمايش پيشنهاد شده توسط اين طراحي آزمايش، مواد با يكديگر تركيب شدند و پليمريزاسيون راديكالي درون قالب هاي سيليكوني در دماي °C 65 انجام شد. نتايج آناليز ANOVA نشان داد خطاي داده هاي اين پژوهش اندك بوده است و ضريب تعيين (R2) هر دو مدل پيشنهادي براي پاسخ‌ها بالاتر از 0.9 بوده است. 46 آزمايشي كه براي نقطه بهينه توسط اين نرم‌افزار با درصد مطلوبيت (Desirability) بالاي 50 درصد پيشنهاد شد، مبين سنتز هيدروژل هايي است كه هم از ميزان تبديل مناسبي برخوردار باشند و هم مقدار تورم آنها مطلوب باشد. به عنوان مثال با 12.8 درصد مولي عامل اتصال عرضي، 0.03 گرم آغازگر و محلول 1 درصد وزني زانتان، هيدروژل هايي با ميزان تبديل 93 درصد و مقدار جذب آب 107 درصد تهيه شد. اين هيدروژل ها مي‌توانند در زمينه هاي مختلفي از جمله تصفيه پساب هاي رنگي كارخانجات، كشاورزي، سامانه هاي دارو رساني، جاذب هاي پزشكي و غيره مورد استفاده قرار بگيرند.