عنوان

تهیه هیدروژل های نانوکامپوزیتی بر پایه ی صمغ درخت سنجد و مطالعه ی رهایش کنترل شده-ی حشره کش پیریمیکارب از آن

پ۲۴۲۷۱

per

تهیه هیدروژل های نانوکامپوزیتی بر پایه ی صمغ درخت سنجد و مطالعه ی رهایش کنترل شده-ی حشره کش پیریمیکارب از آن

زهرا علامی

شیمی

۱۳۹۸

۸۰ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

شیمی گرایش کاربردی

۱۳۹۸/۱۱/۱۹

با توجه به رشد روزافزون جمعیت و نیاز بیش از پیش به تولیدات کشاورزی و مواد غذایی در جهان و در حالی که هر ساله مقادیر بسیار زیادی از دسترنج کشاورزان در مزرعه و یا انبار مورد هجوم حشرات زیان آور قرار میگیرند، از این رو حفاظت گیاهان مورد کشت از گزند عوامل مخرب اهمیت ویژه ای پیدا می‌کند. متاسفانه در بسیاری از کشورهای جهان، به ویژه در کشورهای در حال توسعه، رواج استفاده از آفت کش‌ها و کنترل شیمیایی آفت ها نقش اصلی را ایفا می¬کند و اغلب به علت آشنا نبودن کافی مصرف کنندگان سموم شیمیایی این کار به طور ناقص یا بی رویه صورت می‌گیرد. در نتیجه‌ی استفاده‌ی غیراصولی آفت¬کش¬ها، علاوه بر حاصل نشدن نتیجه‌ی مطلوب در دراز مدت، تعادل طبیعی بهم خورده و اثرات زیان باری در محیط زیست به جای می‌مانند. همچنین استفاده‌ی بی رویه از آفت کش¬ها، مقرون به صرفه نخواهد بود. هیدروژل-های بر پایه‌ی پلی ساکاریدهای طبیعی، از لحاظ زیست تخریب پذیری و زیست سازگاری، گزینه‌ی مناسبی برای بسیاری از کاربردها به ویژه در کشاورزی می¬باشند. همچنین هیدروژل¬های طبیعی، با توجه به ارزانی قیمتشان، از لحاظ اقتصادی نیز مورد توجه قرار گرفته اند. هدف کار پژوهشی حاضر، تهیه‌ی هیدروژل‌های نانوکامپوزیتی زیست تخریب پذیر بر پایه پلی ساکارید صمغی Elaeagnus angustifolial و با خواص مکانیکی بهبود یافته توسط کلویزیت 15A و بارگذاری شده با حشره کش پیریمیکارب تکنیکال است. بدین منظور، پیوند زنی مونومرهای آکریلاتی بر روی پلی ساکارید طبیعی استخراج شده از صمغ درخت سنجد به روش کوپلیمریزاسیون رادیکال آزاد با عامل اتصال دهنده¬ی عرضی در حضور نانوذرات خاک رس کلویزیت 15ꓮ، به منظور بهبود خواص مکانیکی و افزایش قدرت نگهداری آب انجام شد. بعد از تعیین مقدار بهینه از کلویزیت 15A، هیدروژل¬های غیرکامپوزیتی و کامپوزیتی حاوی پیریمیکارب تکنیکال به روش پلیمریزاسیون درجا سنتز گردیدند. در ادامه به منظور تایید سنتز هیدروژل¬های نانوکامپوزیتی زیست تخریب پذیر و شناسایی و مطالعه ریخت شناسی صمغ درخت سنجد، کلویزیت 15A و هیدروژل غیرکامپوزیتی و کامپوزیتی، تکنیک¬-های FTIR، XRD، EDX، SEM و RMS صورت گرفت. نتایج بدست آمده از FTIR پیوند خوردن موفقیت آمیز مونومر¬های آکریلاتی بر روی پلی ساکارید و همچنین وجود نانوذرات کلویزیت 15A را تایید نمودند. نتایج بررسی¬ها با ،SEM اثبات وجود تخلخل¬های منظم در ساختار هیدروژل¬های کامپوزیتی و نانوذرات کلویزیت 15A بود. بررسی رفتار سیالیت هیدروژل¬های سنتز شده نشان داد که هیدروژل کامپوزیتی با 3% وزنی کلویزیت 15A بهترین رفتار الاستیکی و استحکام ژلی را دارا بود. همچنین ظرفیت جذب آب در محیط¬های با اسیدیته‌ی متفاوت و در محیط¬های نمکی متفاوت، سینتیک جذب آب، بررسی جذب و واجذب برای هیدروژل¬های سنتز شده نیز مورد مطالعه قرار گرفت. در نهایت، رهایش حشره کش پیریمیکارب تکنیکال در آب و خاک بررسی شد و ملاحظه گردید که هیدروژل کامپوزیتی حاوی حشره¬کش، رهایش آهسته و کنترل شده ای داشت. همچنین رهایش پیریمیکارب فرموله شده نیز بررسی گردید و مشاهده شد که رهایشی انفجاری داشت

Due to human population and increased need for food production and in the world and the fact that a large amount of agricultural products are damaged by some harmful insects, protection of crop plants from harmful agents is of particular importance. In many countries in the world, especially in developing countries, the use of pesticides and chemical control of pests play a major role in pest management. But due to insufficient knowledge of the pesticide users, these compound are used excess. As a result, in addition to not achieving the desired control of pests, pesticides disrupt the natural balance and have harmful effects on the environment. Also, the excessive use of pesticides isn’t economical. Natural polysaccharide-based hydrogels, in terms of biodegradability and biocompatibility are suitable choices for many applications, especially in agriculture. They are also used widely due to their lower price. The aim of the present study was to synthesize biodegradable nanocomposite hydrogels based on the gum obtained from Persian Olive tree (Elaeagnus angustifolia), with improved mechanical properties by Cloisite.15A and loaded with technical pirimicarb insecticide. For this purpose, grafting of acrylate monomers onto natural polysaccharides which was obtained from Persian olive gum, was performed by free radical copolymerization with crosslinking agent in presence of Cloisite.15ꓮ, in order to improve the mechanical properties and increase water retention abilities. After determining the optimum amount of Cloisite.15A, neat and Nano-composite hydrogels containing technical pirimicarb were synthesized by in situ polymerization. Subsequently, FTIR, XRD, EDX, SEM and RMS techniques were used to confirm the production of biodegradable Nanocomposite hydrogels and identify and study morphology of gum, cloisite.15A and neat and Nano-composite hydrogels. The results of FTIR confirmed successful grafting of acrylate monomers on polysaccharides and presence of Cloisite.15A nanoparticles. The results of SEM analysis showed the existence of regular pores in the structure of Nano-composite hydrogels and Cloisite.15A nanoparticles. The rheological behavior of the synthesized hydrogels showed that Nano-composite hydrogels with 3% (wt/wt) Cloisite.15A had the best elastic behavior and gel strength. The adsorption capacity of water in different pH and saline solutions, water adsorption kinetics, adsorption and desorption studies on synthesized hydrogels were also studied. Finally, the release of technical pirimicarb insecticide in water and soil was investigated It was found that the Nano-composite hydrogel which contained pirimicarb, showed a slow and controlled release. The release of formulated pirimicarb was also investigated and found to have explosive release.

Synthesis of nanocomposite hydrogels based on Elaeagnus angustifolial gum and investigation on the controlled release of pirimicarb insecticide.

‏‏علامی

‏ ‏زهرا

تهيه کننده

‏اولاد

‏حجازی

‏ علی

‏ میرجلیل

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز