هيدروژل زيست سازگار بر پايه نانوسلولز: تهيه و بررسي برخي از ويژگي ها

Nanocellllullose based biiohydrogell:: preparattiion and charactteriizattiion off some properttiies

در اين مطالعه تمركز بر روي تهيه هيدروژل دوست دار محيط زيست بر پايه نانوسلولز به فرم پد مي باشد. هيدروژل ها شبكه هاي سه بعدي آب-دوست و داراي اتصالات عرضي هستند كه در تماس با آب متورم شده اما حل نميشوند. در اين تحقيق براي تهيه هيدروژل به شكل فيلم، از نانوالياف سلولزي و هيدروكسي اتيل سلولز با نسبت هاي وزني (1 به 1، 2 به 1 و 3 به 1) استفاده شد. همچنين براي ايجاد اتصالات عرضي، سيتريك اسيد كه نسبت به ساير اتصال دهنده ها برتري قابل ملاحظه اي به لحاظ دو ويژگي مهم سميت و قيمت دارد در مقادير مختلف 10% و 20% وزني نسبت به ماتريس، مورد استفاده قرار گرفت. به منظور يافتن شرايط بهينه تهيه هيدروژل، آزمون هاي FTIR، FESEM، اندازه گيري قابليت واكشيدگي وابسته به زمان و بررسي خواص حرارتي و رئولوژيكي انجام گرفت. نمونه هاي با نسبت كمتر نانوسلولز به هيدروكسي اتيل سلولز به دليل از دست دادن يكپارچگي ظاهري خود در آزمون اندازه گيري قدرت واكشيدگي، نامناسب شناخته شدند. با توجه به نتايج FTIR، اتصالات عرضي تنها در نمونه هاي با بيشترين نسبت نانوسلولز به هيدروكسي اتيل سلولز در مقادير مختلف سيتريك اسيد، به خوبي انجام گرفت. بنابراين ويژگي هيدروژل ها عمدتا متاثر از نسبت نانوسلولز به هيدروكسي اتيل سلولز بوده و مقدار سيتريك اسيد تاثير كمتري بر روي اين ويژگيها داشت. اين دو نمونه نهايي موفق، در ساير خصوصيات مورد ارزيابي نيز خواص قابل قبولي از خود نشان داده و منجر به انتخاب نسبت بهينه واكنشگرها در تهيه هيدروژل جهت استفاده در صنايع مختلف از جمله صنعت دارورساني گرديدند.

This study was focused on the preparation of an environmentally friendly nanocellulose based hydrogel in the form of pads. Hydrogels are hydrophilic three dimensional network with crosslinks, which swells in water but don’t dissolve. In this research nanofibrillated cellulose and Hydroxyethyl cellulose with different ratio (1:1, 2:1, 3:1) were used to make hydrogel. Also, citric acid which has a significant advantage over other crosslinking agents in terms of toxicity and price, has been used in different amounts of 10% and 20% by weight to crosslink. In order to find optimal hydrogel preparation conditions, FTIR analysis, FESEM, time dependent swelling measurement and evaluating the thermal and rheological properties were performed. Samples with a lower ratio of nanocellulose to hydroxyethyl cellulose were found to be inappropriate due to the loss of their apparent integrity in the swelling measurement. According to FTIR results, cross-linking were performed only in samples with the highest ratio of nanocellulose to hydroxyethyl cellulose in different amounts of citric acid. Therefore, the hydrogels' characteristics were mainly influenced by the ratio of nanocellulose to hydroxyethyl cellulose and the amount of citric acid had less effect on these properties. These two successful final samples showed acceptable properties in other evaluated properties and led to the selection of optimal reactive ratios for the preparation of hydrogels for use in various industries, including the pharmaceutical industry.