حل‌پذيري و انتقال فاز رنگينه‌هاي نامحلول در حلال آلي با استفاده از ميسل معكوس پلي‌يورتاني

Solubility and Phase Transfer of Insoluble Dyes in Organic Solvent by Polyurethane Reverse Micelle

فرضيه: سامانه‌هاي دومحيط‌‌دوست با خودتجمعي ساختارهاي ميسلي كارايي مؤثري را در حل‌كردن تركيبات نامحلول نشان مي‌­دهند. پلي­‌يورتان­‌هاي دومحيط‌‌دوست به‌عنوان گونه‌هاي پليمري گردايش‌كننده از ويژگي­‌هاي خاصي مانند پايداري به‌كمك پيوند هيدروژني ساختارهاي آرايش‌­يافته و قابليت عامل‌­داركردن برخوردارند. در اين راستا، پلي‌­يورتان دومحيط‌دوست (APU) با آرايش دومحيط‌دوستي تصادفي، سنتز شده بر پايه اسيد چرب روغن زيتون، به‌منظور تشكيل ساختار ميسلي در محيط آلي غيرقطبي همراه با كپسول‌داركردن و انتقال رنگينه‌هاي نامحلول ارزيابي شد. روش‌ها: محلول APU در حلال­ آلي غيرقطبي تولوئن، در غلظت­‌هاي مختلف براي پي‌بردن به امكان تشكيل ساختار ميسلي و تعيين نقطه شروع انبوهش (RCMC) با روش‌­هاي كدورت‌سنجي و گران‌رَوي‌­سنجي ارزيابي شد. شكل‌شناسي نانوذرات تشكيل‌شده با ميكروسكوپ الكتروني پويشي نشر ميداني (FE-SEM)، ميكروسكوپي نيروي اتمي (AFM) و پراكندگي ديناميكي نور (DLS) بررسي شد. قابليت اين ميسل­‌هاي پليمري در بارگيري و حل‌كردن رنگينه آب‌دوست فوشين در تولوئن و نيز در انتقال فاز چند رنگينه كاتيوني آب‌دوست از فاز آبي به فاز تولوئن بررسي شد. ظرفيت كمّي انتقال رنگينه با ثبت طيف‌­هاي جذبي آن‌ها ارزيابي شد. يافته‌ها: APU قابليت تشكيل ميسل معكوس را در غلظت بحراني كم (0.02mg/mL) در حلال تولوئن نشان داد كه بيانگر عملكرد مؤثر برهم‌كنش‌­هاي بين‌مولكولي بين بخش‌­هاي آب‌دوست پليمر است. قابليت APU در حل‌كردن رنگينه آب‌دوست در محيط آلي غيرقطبي و انتقال اين نوع رنگينه‌­ها از فاز آلي به آبي نشان­‌دهنده تشكيل ساختارهاي گردايشي هسته-پوسته از اين پليمر در حلال آلي و عملكرد آن به‌عنوان نانوحامل است. از سوي ديگر، ميسل معكوس تشكيل‌شده در فاز آلي قابليت استخراج رنگينه‌­هاي كاتيوني محلول در آب را به فاز آلي نشان داد. براساس نتايج مي‌­توان از اين پليمر در فرايند حذف رنگينه‌­هاي كاتيوني از آب­‌هاي آلوده و نيز فرايندهاي دارورساني استفاده كرد.

Hypothesis: Amphiphilic systems present efficient ability in solublizing insoluble compounds by self-association to micellar structures. Polyurethanes with amphiphilic feature as polymeric assembling species illustrate specific characteristics such as H-bond assisting stability of arranged structures and functionalizing possibilty. In this respect, an amphiphilic random polyurethane (APU) synthesized from olive oil-based fatty acid was characterized for micellization in non-polar organic invironment along with its loading and transfering capability for insoluble dyes. Methods: The solution of APU in non-polar organic solvent, toluene, at different concentrations was evaluated by turbidimetry and viscometry methods to realize the possibility of micelle formation and determine the aggregation point (RCMC). Morphology of the nanoparticles was investigated by field emision scanning electron microscopy (FE-SEM), atomic force microscopy (AFM) and dynamic light scattering (DLS). Capability of these polymeric micells as nano-carrier in encapsulating and solublizing of fushine hydrophilic dye in toluene as well as in phase transfering some hydrophilic cationic dyes from aqueous phase to toluene was investigated. Quantitative transferring capacity was spectroscopically evaluated by recording UV-Vis spectra of the dyes. Findings: APU showed successful self-association into revers micelle at low critical concentration (0.02 mg/mL), expreesing efficent intermolecular interaction between hydrophilic segments of the polymer. Solvating capability of APU in the non-polar organic medium for hydrophilic dyes and phase transfer of this type of dyes from aqueous phase to organic phase illustrate the formation of assembled structures of APU with core-shell nature in the organic solvent and the embedding ability of APU. On the other hand, the reverse micelles formed in the organic phase were able to transfer cationic dyes from aqueous solution to organic medium. Based on the obtained results, APU can be utilized in removing cationic dyes from contaminated water and drug delivering process..