ساخت کامپوزیت هیدروژل بر پایه کربوکسی متیل سلولز اصلاح شده حرارتی و نانوزئولیت

این تحقیق با هدف تولید ابرجاذب بر پایه منابع زیست پایه و با حداقل استفاده از مواد پلیمری و اتصال دهنده‌های عرضی انجام شد. بدین منظور، از نانوزئولیت بعنوان یک ماده معدنی با پتانسیل بالا در ساخت کامپوزیت نانوهیبریدی آلی- معدنی سازگار با محیط زیست، مقاوم، قابل دسترس، جاذب و مقرون به صرفه در مقادیر کم اتصال دهنده و مواد پلیمری استفاده شد تا بعنوان جایگزین مناسبی برای هیدروژل سنتری در نظرگرفته شود. در مراحل آزمایشی این تحقیق پودر اصلاح شده کربوکسی متیل سلولز به روش تیمار حرارتی در فاز اول این پژوهش و همچنین پودر اصلاح نشده (نمونه شاهد) به‌طور مجزا بصورت ترکیب شده و سپس محلول نانوزئولیت و هیدروکسی اتیل سلولز با نسبت 3:1 و اتصال دهنده عرضی سیتریک اسید اضافه شد. پس از آن، نمونه‌ها بصورت فیلم‌های نازک بر روی پتری‌دیش تهیه گردید. نمونه‌های تولید شده تحت آزمون‌های سانتریفیوژ، جذب تحت بار، تغییر شکل و اندازه‌گیری زمان تورم قرار گرفته و ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که به طور کلی ترکیب نانوزئولیت با کربوکسی متیل سلولز اصلاح شده به روش حرارتی باعث افزایش میزان ظرفیت جذب آزاد و تحت فشار، حساسیت یونی و افزایش سرعت جذب هیدروژل تولیدی شد. همچنین، انجام اصلاح حرارتی با موفقیت توانست نیاز به مصرف اتصال دهنده عرضی را کاهش داده بطوریکه این ترکیب از هیدروژل در آزمون‌های سانتریفیوژ ،حساسیت یونی و aul، دارای بیشترین میزان جذب و در آزمون زمان تورم دارای بهترین مقدار بود. از سوی دیگر، افزودن نانو زئولیت باعث افزایش میزان جذب محلول در نمونه‌های در غیاب هیدروکسی اتیل سلولز شد در حالیکه در حضور هیدروکسی اتیل سلولز، سرعت جذب و استحکام بالاتر بود.

hydrogel composite based on thermal modified carboxymethyl cellulose and nanozeolite

the present study aimed at producing bio-based superabsorbents with minimum use of polymeric materials and crosslinkers. thus, nano-zeolites were used as high potential minerals for development of an environmentally friendly, durable, accessible, absorbent and cost-effective organic nano-hybrid composite in low amounts of crosslinkers and polymeric materials as an alternative for synthetic hydrogels. in the experimental stages, the modified heat-treated carboxymethyl cellulose (cmc) powder developed in the previous research as well as the unmodified powder (control sample) were individually dispersed in distilled water and then a 3:1 ratio of nano-zeolite and hydroxyethyl cellulose together with citric acid as a crosslinker were added. the solution was then cast in a petri dish. the prepared samples were then measured and evaluated using centrifuge, absorption under load, deformation and swelling time tests. the results showed that the combination of nano-zeolite with heat-treated cmc increased absorption capacity both free and under load, fine toughness and higher absorption rate of hydrogel. in addition, thermal modification successfully decreased the need for crosslinking so that nanocomposite hydrogels had considerable mechanical hardness. besides, this combination of hydrogels demonstrated the highest amount of absorption in centrifuge and aul tests with the most desirable results in the swelling time. also, the addition of nano-zeolite increased the water absorption in samples in the absence of hydroxyethyl cellulose, however, in presence of hydroxyethyl cellulose, two properties of absorption rate and toughness showed higher values.