تهیه نانوکامپوزیت پلی‌آنیلین- پلی‌وینیل‌الکل- نقره و بررسی خواص فیزیکوشیمیایی و ضدباکتریایی آن

نویسندگان

1 گروه شیمی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

2 گروه شیمی، واحد علوم و تحقیقات آذربایجان شرقی، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

چکیده
اهداف: استفاده همزمان از پلیمرهای عایق و نانوساختارهایی مانند نقره به‌منظور تهیه نانوکامپوزیت‌های سه‌جزیی با تقویت اثر یکدیگر می‌تواند در بهبود خواص مکانیکی و فرآیندپذیری پلی‌آنیلین نتایج مطلوب‌تری به‌دنبال داشته باشد. هدف این پژوهش، تهیه نانوکامپوزیت پلی‌آنیلین- پلی‌وینیل‌الکل- نقره و بررسی خواص فیزیکوشیمیایی و ضدباکتریایی آن بود.

مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر از پلی‌آنیلین (PANI) به‌عنوان پلیمر رسانا، پلی‌وینیل‌الکل (PVA) به‌عنوان پلیمر طبیعی و نانوذرات نقره (Ag) به‌عنوان تقویت‌کننده خواص آنتی‌باکتریال، خواص مکانیکی و پایداری حرارتی برای تهیه نانوکامپوزیت استفاده شد. سنتز کامپوزیت PANI-PVA و نانوکامپوزیت PANI-PVA-Ag از طریق افزایش پلی‌آنیلین و نقره به محلول پلی‌وینیل‌الکل، انجام و از درصدهای وزنی مختلف اجزای سازنده و طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM)، آنالیز ترموگراویمتری (TGA) و میکروسکوپ الکترونی پویشی متصل به سامانه پراش انرژی پرتوی ایکس (EDX) برای بررسی خواص استفاده شد.

یافته‌ها: پایداری حرارتی نانوکامپوزیت نسبت به پلی‌وینیل‌الکل خالص در دماهای بالای
۴۰۰ºC بهبود یافت. حضور پیک‌های شاخص پلی‌آنیلین، پلی‌وینیل‌الکل و نقره در طیف FT-IR نانوکامپوزیت نشان‌دهنده سازگاری اجزای سازنده نانوکامپوزیت بود. نانوکامپوزیت پلی‌وینیل‌الکل- پلی‌آنیلین- نقره به‌ترتیب با ۸۸-۹-۳% وزنی دارای بیشترین مقدار استحکام کششی بود و نانوکامپوزیت سه‌تایی حالت بهینه به شمار می‌رفت.

نتیجه‌گیری: اجزای سازنده نانوکامپوزیت پلی‌آنیلین- پلی‌وینیل‌الکل- نقره سازگار هستند. حضور نانوذرات نقره و پلی‌آنیلین در ساختار نانوکامپوزیت باعث بهبود پایداری حرارتی آن نسبت به پلی‌وینیل‌الکل خالص در دمای بالا می‌شود. نانوکامپوزیت پلی‌آنیلین- پلی‌وینیل‌الکل- نقره، مقابل باکتری‌های بیماری‌زای گرم‌مثبت و گرم‌منفی اثر بازدارندگی دارد. کاهش درصد وزنی پلی‌وینیل‌الکل یا افزایش درصد وزنی پلی‌آنیلین باعث افت مقادیر استحکام کششی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Araujo JR, Adamo CB, Costa e Silva MV, De Paoli MA. Antistatic-reinforced biocomposites of polyamide-6 and polyaniline-coated curauá fibers prepared on a pilot plant scale. Polym Compos. 2013;34(7):1081-90. [Link] [DOI:10.1002/pc.22516]
Shabani Nooshabadi M, Ghoreishi SM, Behpour M. Electropolymerized polyaniline coating on aluminum alloy 3004 and their corrosion protection performance. Electrochimica Acta. 2009;54(27):6989-95. [Link] [DOI:10.1016/j.electacta.2009.07.017]
Tsotra P, Friedrich K. Thermal, mechanical, and electrical properties of epoxy resin/polyaniline-dodecylbenzenesulfonic acid blends. Synth Met. 2004;143(2):237-42. [Link] [DOI:10.1016/j.synthmet.2003.12.016]
Mirmohseni A, Oladegaragoze A, Farbodi M. Synthesis and characterization of processable conducting polyaniline/polystyrene composite. Iran Polym J. 2008;17(2):135-40. [Link]
Afzal AB, Javad Akhtar M, Nadeem M, Hassan MM. Dielectric and impedance studies of DBSA doped polyaniline/PVC composites. Curr Appl Phys. 2010;10(2):601-6. [Link] [DOI:10.1016/j.cap.2009.08.004]
Ghaffari Moghaddam M, Eslahi H. Synthesis, characterization and antibacterial properties of a novel nanocomposite based on polyaniline/polyvinyl alcohol/Ag. Arab J Chem. 2014;7(5):846-55. [Link] [DOI:10.1016/j.arabjc.2013.11.011]
Yavuz AG, Uygun A, Bhethanabotla VR. Substituted polyaniline/chitosan composites: Synthesis and characterization. Carbohydr Polym. 2009;75(3):448-53. [Link] [DOI:10.1016/j.carbpol.2008.08.005]
Liu H, Liu BH, Li ZP. A reduced graphene oxide/SnO2/polyaniline nanocomposite for the anode material of Li-ion batteries. Solid State Ion. 2016;294:6-14. [Link] [DOI:10.1016/j.ssi.2016.06.008]
Nguyen VH, Shim JJ. Green synthesis and characterization of carbon nanotubes/polyaniline nanocomposites. J Spectrosc. 2015;2015:297804. [Link]
Wang L, Lu X, Lei S, Song Y. Graphene-based polyaniline nanocomposites: Preparation, properties and applications. J Mater Chem A. 2014;2(13):4491-509. [Link] [DOI:10.1039/C3TA13462H]
Saadat L, Sadeghvandi F. Synthesis & study of Polyethylene/Polyaniline/Montmorillonite ductile nano composites properties. Int J Nano Dimens. 2014;5(3):255-65. [Link]
Gupta K, Jana PC, Meikap AK. Optical and electrical transport properties of polyaniline-silver nanocomposite. Synth Met. 2010;160(13-14):1566-73. [Link] [DOI:10.1016/j.synthmet.2010.05.026]
Olad A, Nosrati R. Preparation and corrosion resistance of nanostructured PVC/ZnO-polyaniline hybrid coating. Prog Org Coat. 2013;76(1):113-8. [Link] [DOI:10.1016/j.porgcoat.2012.08.017]
Olad A, Barati M, Behboudi S. Preparation of PANI/epoxy/Zn nanocomposite using Zn nanoparticles and epoxy resin as additives and investigation of its corrosion protection behavior on iron. Prog Org Coat. 2012;74(1):221-7. [Link] [DOI:10.1016/j.porgcoat.2011.12.012]
Singho ND, Che Lah NA, Johan MR, Ahmad R. FTIR studies on silver-poly (Methylmethacvylate) nanocomposites via In-situ polymerization technigue. Int J Electrochem Sci. 2012;7(6):5596-603. [Link]
Dos Reis EF, Campos FS, Lage AP, Leite RC, Heneine LG, Vasconcelos WL, et al. Synthesis and characterization of poly (vinyl alcohol) hydrogels and hybrids for rMPB70 protein adsorption. Mater Res. 2006;9(2):185-91. [Link] [DOI:10.1590/S1516-14392006000200014]
Alimohammadi F, Montazer M, Shamei A, Rahimi MK. Synthesis of silver nanoparticles in cotton fabric by polyvinyl-2-pyrrolidone as a reducing and stabilizing agent. Iran J Polym Sci Technol. 2012;25(4):265-75. [Persian] [Link]