fa en ar

تلفن تماس: 35700-026

تولید مخزن پلی اتیلنی آنتی باکتریال با استفاده از نانو مواد اکسیدی و فلزی

.

چکیده:

در این مطالعه، اثر آنتی باکتریالی نانو مواد اکسیدی و فلزی شامل نقره، روی، تیتانیوم و آلومینیوم در مخزن پلی اتیلنی ساخته شده به روش قالبگیری دورانی مورد بررسی قرار گرفت. نحوه پخش و آرایش نانو ذرات با استفاده از FE-SEM مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تست آنتی باکتریال روی دو باکتری E.coli و S.aureus نشان داد این ترکیبات دارای عملکرد بالای 99 درصدی در از بین بردن باکتری در مخزن پلی اتیلنی ساخته شده با این ترکیبات می¬باشند.

کلمات کلیدی: نانو مواد اکسیدی و فلزی، آنتی باکتریال، قالبگیری دورانی، پلی اتیلن

.

مقدمه

در سالهای اخیر شاهد افزایش مقاومت باکتریهای بیماری زا در برابر مواد مواد آنتی بیوتیک بوده ایم و این امر به یکی از مشکلات سلامتی جوامع تبدیل شده است. همچنین به علت سمیت و ایجاد حساسیت عوامل آنتی باکتریالی، تقاضا برای ایجاد موادی قابل اعتماد و مقرون به صرفه افزایش یافته است. آلومینیوم دی اکسید (Al2O3)، سیلیکون دی اکسید (SiO2)، تیتانیوم دی اکسید (TiO2)، زینک اکسید (ZnO) و نقره (Ag) از جمله افزودنی¬های آنتی میکروبیال پر کاربرد به شمار می¬آیند. نانواکسیدهای فلزی دارای مساحت سطح زیاد نسبت به حجمشان هستند. Muflikhun و همکارانش خواص آنتی باکتریال نانو Ag/TiO2 سنتز شده به روش Horizontal Vapor Phase Growth (HVPG) بررسی کردند و مشخص شد این ترکیب نانو با هندسه Sharp-end nanorod دارای اثر کارامدتری در از بین بردن و ریشه کن کردن باکتری دارد که می¬تواند به طور طبیعی غشای سلولی باکتری را بشکند و سبب شود که سلول باکتری خشک شود و بمیرد. Bin Cui و همکارانش نانوذرات γ-Fe2O3@SiO2@TiO2-Ag را با استفاده از ترکیب دو روش Hydrothermal method و sol-gel method سنتز کردند و نشان دادند که نانوذرات γ-Fe2O3@SiO2@TiO2-Ag فعالیت آنتی باکتریالی به مراتب بالاتری نسبت به نانوذرات TiO2 هم تحت شرایط تابش نور مرئی و هم تحت شرایط تاریکی دارند.

در این مطالعه اثر آنتی باکتریالی نانو مواد اکسیدی و فلزی شامل نقره، روی، تیتانیوم و آلومینیوم در مخزن پلی اتیلنی ساخته شده به روش قالبگیری دورانی مورد بررسی قرار گرفت. قالبگیری دورانی (Rotational Molding) یکی از فرایندهای شکل دهی در صنعت پلاستیک است که از جمله کاربردهای آن می¬توان به ساخت مخزن نگهداری آب اشاره کرد. آلودگی آب یک مشکل بزرگ جهانی است و از جمله آلاینده‌های خاصی که سبب آلودگی آب می‌شوند، می¬توان به طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا اشاره کرد. در این مطالعه سعی شده است روشی کاربردی برای آنتی باکتریال نمودن مخازن نگهداری آب به دست آوریم.

.

تجربی:

پلی اتیلن مورد استفاده در تولید نمونه از طریق قالبگیری دورانی، پلی اتیلن با جرم مولکولی متوسط (MDPE) گرید HD 3840 UA ساخت پتروشیمی تبریز می¬باشد. چگالی این گرید از پلی¬اتیلن g/cm3 938/0 و نرخ جریان مذاب آن تحت دمای °C 190 و وزنه 16/2 کیلوگرم برابر g/10min 4 است. کمپلکسی از نانو مواد اکسیدی و فلزیشامل نقره، روی، تیتانیوم و آلومینیوم به مقدار ppm 30 و با ترکیب درصدی که در نمودار EDX مشخص است با پودر پلی اتیلن در توربومیکسر با سرعت چرخش rpm 1000 مخلوط شدند. دو نمونه دیگر یکی با استفاده از پودر پلی اتیلن و ppm30 نانو اکسید روی و دیگری با استفاده از پودر پلی اتیلن و ppm30 نانو TiO2 جهت انجام مقایسه ساخته شد. نمونه ها از طریق قالبگیری دورانی در کوره کاروسل (Carousel) با سرعت چرخش قالب 8 دور بر دقیقه و سرعت چرخش بازو 3 دور بر دقیقه با دمای °C 200 و در قالب فولادی مکعبی به ضلع 300 میلیمتر به مدت 20 دقیقه قالبگیری شد. مقدار 1.5 کیلوگرم از مخلوط پودر پلی اتیلن و کمپلکس نانو ذرات در نمونه اصلی و مقدار 1.5 کیلوگرم از مخلوط پودر پلی اتیلن و نانو اکسید روی و نانو TiO2 در دو نمونه شاهد، برای قالبگیری استفاده شد. از دستگاه Field Emission Scanning Electron Microscopy مدل MIRA3TESCAN-XMU جهت بررسی نحوه پخش و اندازه نانوذرات در ماتریس پلی اتیلن استفاده شد. فعالیت آنتی باکتریالی نمونه های تولید شده مطابق استاندارد iso22196:2011 اندازه گیری شد.

.

نتایج و بحث:

شکل 1 تصاویر FE-SEM گرفته شده از سطح مقطع نمونه اصلی تولید شده را نشان می دهد. همانطور که از تصاویر مشخص است، کمپلکس نانو ذرات استفاده شده به طور یکنواخت و با ابعاد در حدود nm100 در همه جای نمونه پخش شده است که نشان می¬دهد اختلاط خشک نانو ذرات با پودر پلی اتیلن داخل توربو میکسر به خوبی انجام گرفته است. همچنین تصاویر نشان می¬دهد که نانوذرات به کار گرفته شده دارای هندسه¬های مختلف شامل nanoparticle، nanorode و هندسه core-shell می¬باشند. شکل 2 نمودار EDX برگرفته شده از FE-SEM را نشان می¬دهد که درصد هر یک از نانوذرات در کمپلکس استفاده شده مشخص است.






از دو باکتری E.coli و S.aureus برای انجام تست آنتی باکتریال مطابق استاندارد iso22196:2011 استفاده شد. نتایج این تست در جدول 1 آورده شده است. نتایج فعالیت آنتی باکتریالی 9/99 درصد را نشان می¬دهد. برای مقایسه عملکرد آنتی باکتریالی کمپلکس استفاده شده، فعالیت آنتی باکتریالی نانوذرات ZnO در ماتریس پلی اتیلن و نانو ذرات TiO2 در ماتریس پلی اتیلن هر کدام به تنهایی مورد ارزیابی قرار گرفت و مشخص گردید عملکرد آنتی باکتریالی آنها به ترتیب 68 و 52 درصد است.





نتیجه گیری:

استفاده همزمان از 4 نانو اکسید فلزی شامل ZnO، TiO2، Al2O3 و سیلور، اثر آنتی باکتریالی بالایی را نتیجه می¬دهد به طوریکه اثر سینرژیک این نانوذرات کنار همدیگر عملکرد آنتی باکتریالی را در نانو ZnO از 68 درصد به 9/99 درصد و در نانو TiO2 از 52 درصد به 9/99 درصد افزایش می¬دهد.

اگر سوالی درباره محصول یا شرکت دارید،حتما با ما تماس بگیرید

026-35700
مقالات مرتبط
مخزن آب آنتی باکتریال | مخزن آب ضد جلبک
مخزن آب آنتی باکتریال | مخزن آب ضد جلبک
تاریخ:1399/3/30

مشاهده بیشتر
ویژگی های مخزن ضد جلبک
ویژگی های مخزن ضد جلبک
تاریخ:1400/1/28

مشاهده بیشتر