تهیه نانوکامپوزیت ضدباکتری پلی‌وینیل کلرید-روی اکسید با خواص مکانیکی بهبود یافته با به‌‌کارگیری روش طراحی آزمون تاگوچی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، واحد علوم و تحقیقات آذربایجان شرقی، دانشگاه آزاداسلامی، تبریز، صندوق پستی 5157944533

چکیده

در پژوهش حاضر، با هدف بهبود خواص مکانیکی و خاصیت ضدباکتریایی پلی‌وینیل کلرید ، نانوذرات روی اکسید به‌عنوان تقویت‌کننده انتخاب شد. نانوکامپوزیت پلی‌وینیل کلرید-روی اکسید از اختلاط نانوذرات روی اکسید با محلول پلی‌وینیل کلرید تهیه شد. در این راستا، اثر پنج عامل مقدار روی اکسید، نوع حلال، روش اضافه‌کردن روی اکسید، دمای خشک‌شدن فیلم و مدت زمان همزدن پس از اضافه‌کردن روی اکسید در سطح‌های مختلف در بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت حاصل با استفاده از روش تاگوچی بررسی شد. حالت بهینه با به‌کارگیری روش تحلیل سیگنال به نوفه (S/N) معین شد. نتایج نشان داد، نوع حلال، روش اضافه‌کردن روی اکسید و مقدار وزنی روی اکسید در سطح اطمینان %95 معنی‌‌دار هستند. برای انجام‌‌دادن آزمون ضدباکتری از دو نوع باکتری استافیلوکوکوس اورئوس و اشرشیاکلی (یک باکتری گرم مثبت و یک باکتری گرم منفی) در محیط کشت مولر هینتون آگار استفاده شد. این آزمون خاصیت ضدباکتریایی نانوکامپوزیت بهینه را در مقایسه با پلی‌وینیل کلرید خالص تأیید کرد. میکروسکوپ الکترونی پویشی  متصل به سامانه پراش انرژی پرتو X برای مشخص‌کردن ترکیب و ساختار نانوکامپوزیت تهیه شده در حالت بهینه استفاده شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Preparation of Antibacterial Polyvinylcholoride-Zno Nanocomposite with Improved Mechanical Properties Using Taguchi Experimental Design

نویسندگان [English]

  • Edris Kamelaei
  • Maryam Farbodi
Department of Chemistry,East Azarbayjan Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran, P.O. Box: 5157944533
چکیده [English]

In this research, zinc oxide (ZnO) nanoparticles were selected as reinforcing agent with the aim of improving antibacterial and mechanical properties of polyvinyl chloride (PVC). PVC-ZnO nanocomposite was prepared by dispersing ZnO nanoparticles into a PVC solution. Taguchi experimental design method was used to determine the optimal conditions for preparation of nanocomposite. The effects of five factors including ZnO weight percentage, kind of solvent, the addition method of ZnO, film drying temperature and stirring time were investigated on different levels. Optimal conditions were determined by using the signal/noise (S/N) method. It was distinguished that, kind of solvent, the addition method of ZnO and ZnO weight percentage are three significant factors in the confidence level of 95%. Staphylo coccus aureus and Escherichi coli, two different types of bacteria (one gram-positive bacteria and one gram-negative bacteria) were used in Mueller-Hinton broth for antimicrobial testing. This test confirmed the antibacterial property of the optimal nanocomposite in respect to pure polyvinyl chloride. A scanning electron microscope (SEM) coupled with an energy dispersive X-ray system (EDX) was used to characterize the composition and structure of the optimal nanocomposite film.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanocomposite
  • antibacterial
  • PVC
  • zinc oxide
  • Taguchi experimental design
  • i
  • mechanical properties