پليمري شدن هيدروژل اشتراكي آكريليك اسيد و آكريل آميد به‌كمك فراصوت

Polymerization of Acryric Acid co Acrylamide Hydrogel by Ultrasound

هيدروژل ها دسته اي از فرآورده هايي هستند كه مي توانند مقادير زيادي آب را بدون انحلال جذب كنند. اين ويژگي به‌دليل شبكه سازي فيزيكي يا شيميايي زنجيرهاي پليمري آب‌دوست است. از امواج پرقدرت فراصوت در واكنش هاي پليمري شدن و در نبود آغازگر بهره گرفته مي شود. از آن‌جا كه در يك سامانه فراصوتي، پليمري شدن و تخريب به‌طور هم‌زمان صورت مي گيرند، پليمري شدن فراصوتي، فرآيندي پيچيده است. تشكيل هيدروژل با كمك اين امواج، تنها در محيط هاي گرانرو مانند گليسرول امكان پذير است. راديكال هاي H و OH به‌دست آمده از فرآيند حفره سازي، گام آغازي را راه اندازي مي كنند. در اين پژوهش، از مونومرهاي آكريلي حلال در آب و عامل شبكه ساز متيلن بيس آكريل آميد در محيط دوتايي آب/گليسرول هيدروژل به‌دست آمد. تابش فراصوت نه تنها به حرارت و آغازگر نياز ندارد، بلكه زمان تشكيل فرآورده را به چند دقيقه كاهش داد. افزون بر اين، هيدروژل هاي تهيه شده به‌كمك فراصوت داراي ساختار ميكروسكپي يك‌نواخت تر و قدرت تورم بيش‌تري بودند. طيف سنجي هاي FT-IR و UV-VIS در تاييد ساختارهاي شبكه اي به‌دست آمده به‌كار گرفته شدند. تصاوير SEM نمونه هاي به‌دست آمده نشان‌دهنده ساختار نانوي يك‌نواخت با حفره هاي ريز زياد است. فروپاشي حفره هايي كه در اثر تابش فراصوت و در حين واكنش تهيه تشكيل مي شوند، در انجام واكنش و ساختار فرآورده به‌دست آمده نقش اساسي دارند. از اين روش مي توان هم در ساخت و هم در كنترل سنتز (سرعت و ساختار) فرآورده هاي بيو(زيستي) و در سامانه هاي زنده – مانند رهايش دارو - بهره گرفت، از اين رو همه بررسي ها در دماي ثابت 37 درجه بدن انسان انجام شد.

High frequency sound wave, ultrasound, is widely used to facilitate chemical reactions, especially in the polymerization reactions. This paper reports a study which synthesized acrylic hydrogel in the presence of ultrasonic irradiation (20-kHz, power 80%, pulse 8) in a water/glycerol medium. Acrylic acid (AA) and acrylamide (AAm) were used as acrylic monomers, and methylene bisacrylamide (MBA) as the crosslinker. The experiments were performed at a constant temperature of 37 °C. It was found that hydrogel formation is faster in the presence of ultrasound than in its absence. In addition, FT-IR, UV-Vis, and SEM spectroscopy showed that the hydrogel synthesized ultrasonically has a higher swelling capacity and a more uniform and porous structure. It was also discovered that hydrogel formation speeds up at higher quantities of glycerol. However, an increase in crosslinker concentration proved ineffective, although it changed the appearance of the hydrogel. The method proposed in this research can be used in the synthesis of biomedical materials and in the development of drug delivery systems.