ساخت و شناسایی هیدروژل های شبکه دوگانه خودترمیم برپایه پلی (وینیل الکل): بررسی خواص ساختاری در سامانه گران روکشسان

فرضیه: هیدروژل های شبکه دوگانه با ترکیب دو شبکه پلیمری درهم نفوذی، نه تنها از نظر مکانیکی پایدار هستند، بلکه قابلیت خودترمیمی را نیز با استفاده از پیوندهای دینامیکی برگشت پذیر فراهم می کنند. این پیوندها به هیدروژل ها امکان می دهند، پس از آسیب یا تنش به حالت اولیه خود برگردند و ساختار خود را بازسازی کنند. ویژگی های خاص این نوع هیدروژل ها می تواند کاربردهای گسترده ای در زمینه های پزشکی، مهندسی مواد و فناوری های پیشرفته داشته باشد. روش ها: در این مطالعه، هیدروژل های خودترمیم با ساختار شبکه دوگانه برگشت پذیر بر پایه پلی (وینیل الکل) (PVA) و با استفاده از مقادیر متفاوت آکریل آمید (AM) بررسی شد. این هیدروژل از PVA، مونومر Am، شبکه ساز بوراکس و یون های Fe+³ در مجاورت آمونیوم پرسولفات (APS) به عنوان آغازگر پلیمرشدن رادیکالی آزاد، ساخته شده است. به منظور ارزیابی ساختار، شکل شناسی و عملکرد هیدروژل های سنتزشده، آزمایش های طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، تحلیل شکل شناسی سطح در مقیاس میکروسکوپی (SEM و EDX)، پایداری گرما وزن سنجی (TGA)، آزمون تورم تعادلی (آب مقطر و محلول آب نمک ۰.۹% وزنی) و آزمایش های رئولوژیکی و قابلیت هیدروژل در خودترمیمی پس از اعمال تنش انجام شد. یافته ها: نتایج آزمون FTIR تشکیل ساختار هیدروژل و تشکیل گروه های عاملی را تایید کرد. تصاویر SEM نشان داد، با افزایش غلظت AM، ساختار هیدروژل از حالت صاف و بدون تخلخل به ساختار مزوحفره و همگن تبدیل می شود. همچنین، با افزایش غلظت AM، ساختاری فشرده و متراکم به دلیل افزایش چگالی شبکه اتصال عرضی ایجاد می شود. بررسی رفتار تورمی نشان داد، نمونه PVA/PAM۰.۵ بیشترین مقدار تورم تعادلی را دارد. نتایج TGA افزایش پایداری گرمایی هیدروژل ها با افزایش غلظت AM را تایید کرد. ارزیابی های رئولوژیکی نشان داد، هیدروژل PVA/PAM۰.۵ قابلیت حفظ خواص گران روکشسانی و بازیابی کامل ساختار پس از تخریب مکانیکی را دارد و می تواند در دمای محیط بدون نیاز به محرک خارجی، به مدت ۲h خود را ترمیم کند.

کلیدواژه ها:

خودترمیم شوندگی ، هیدروژل ، شبکه دوگانه ، ویسکوالاستیک ، رئولوژی