هيدروژل ابرجاذب پلي‌آكريل آميد سولفون‌دارآلومينيم نيترات: خواص تورمي، مكانيكي، گرمايي و ساختاري

پژوهش حاضر با هدف ساخت نمونه آزمايشگاهي هيدروژل با تورم‌پذيري زياد و حفظ ساختار سه‌بعدي در برابر شرايط محيطي انجام ‌شد. روش‌ها در پژوهش حاضر نخست برپايه طراحي و ساخت شبكه سه‌بعدي هيدروژل ابرجاذب با استفاده از پليمر آكريل‌آميد سولفون‌دار آبكافت شده و آلومينيم نيترات 9 آبه به‌عنوان عامل شبكه‌ساز و درنهايت تحليل داده‌ها و تعيين هيدروژل بهينه با استفاده از روش پاسخ سطح بوده است. به‌عبارت‌ ديگر، با طراحي مجموعه آزمون‌ها و با استفاده از روش پاسخ سطح، هيدروژل بهينه برحسب سه پاسخ زمان تشكيل، زمان چروكيدگي و مقدار تورم شناسايي شد كه البته خواص شيميايي و شكل‌شناسي هيدروژل ابرجاذب بهينه با استفاده از روش بطري (تورم و چروكيدگي)، رئولوژي، طيف‌سنجي تفكيك انرژى (EDS) و آزمون گرماوزسنجي (TGA) معين شد. نتايج نشان داد، هيدروژل بهينه ماده‌اي با غلظت 40000ppm از پليمر شامل 6wt% عامل شبكه‌ساز است. زمان چروكيدگي هيدروژل ابرجاذب بهينه حاصل بيش از 180 روز، مقدار تورم 2800 برابر وزن ماده خشك اوليه، مدول كشساني 15240Pa و پايداري گرمايي تا دماي  325 درجه سلسيوس بود. در اين پژوهش، بيشترين مقدار تورم (4000 برابر وزن خشك هيدروژل ابر جاذب) در تركيب هيدروژل با غلظت 20000ppm پلي‌آكريل آميد و با نسبت وزني 6 به 100 آلومينيم نيترات 9 آبه به پليمر مشاهده شد. اما، زمان چروكيدگي آن (كمتر از 10 روز) مانع از انتخاب اين تركيب از دو ماده به‌عنوان غلظت بهينه شد. همچنين، نسبت وزني عامل شبكه‌ساز به پليمر به‌عنوان كنترل‌كننده زمان تشكيل و چروكيدگي هيدروژل و غلظت پليمر پارامتر اصلي در كنترل مقدار تورم، معرفي شد. پلي‌آكريل آميد و با نسبت وزني 6 به 100 آلومينيم نيترات نه آبه به پليمر مشاهده شد، اما زمان چروكيدگي آن (كمتر از 10 روز) مانع از انتخاب اين تركيب از دو ماده به عنوان غلظت بهينه شد. همچنين، نسبت وزني عامل شبكه‌ساز به پليمربه‌عنوان كنترل‌كننده زمان تشكيل و چروكيدگي هيدروژل و غلظت پليمر پارامتر اصلي در كنترل مقدار تورم معرفي شد.