Kaczmarczyk Maciej
Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Pracownia Teoretycznych Podstaw Chemii Analitycznej
Badania oddziaływania elektroprzędzonych nanowłókien polimerowych z roztworami surfaktantów
Maciej Kaczmarczyk
Promotor: prof. dr hab. Agata Michalska Maksymiuk
Opiekun: dr Justyna Kalisz
Badanie adsorpcji surfaktantów na podłożach polimerowych jest istotne z punktu widzenia zwilżalności polimerów wykorzystywanych często jako matryce w czujnikach. Nanowłókna polimerowe są dobrym modelem, ponieważ mają znaczny stosunek powierzchni do objętości, co sprzyja badaniom procesów powierzchniowych. Maty z nanowłókien uzyskuje się z roztworu polimeru w wysokim polu elektrycznym rzędu kilku-, kilkunastu- kilowoltów metodą elektroprzędzenia.
Badania prowadzono z wykorzystaniem trzech rodzajów mat o różnej hydrofobowości z zawartością polichlorku winylu (PCW): 100 %, 65% i 35 %. Badania kąta zwilżania wodą, pokazały, że maty z PCW są bardziej hydrofobowe niż te zawierające PCl. W celu zanalizowania wpływu adsorpcji surfaktantów, do włókien dodano barwnik solwatochromowy czerwień Nilu [1]. Badania oddziaływań surfaktantów (beznzenosulfonianu sodu, dodecylosiarczanu sodu, dodecylobezneznosulfonianu sodu, chlorku cetylotrimetyloamioniowego) z matami elektroprzędzionymi prowadzono za pomocą spektroskopii fluorymetrycznej.
Widma emisji wykazały różnice w adsorpcji poszczególnych surfaktantów na matach polimerowych. Roztwory surfaktantów o dłuższym łańcuchu lipofilowym szybciej zwilżały powierzchnię maty, prowadząc do wzrostu mierzonej emisji. Po przekroczeniu krytycznego stężenia micelizacji następowało wymycie barwnika solwatochromowego z nanowłókien i jego przejście do miceli. Na widmie emisji obserwowano spadek sygnału pochodzącego od czerwieni nilu w ośrodku polimerowym (620 nm) i wzrost sygnału dla barwnika w micelach (650 nm) . Zaobserwowano również różnice pomiędzy użytymi rodzajami mat. Na matach z PCW adsorpcja surfaktantów zachodziła wolniej i w mniejszym stopniu niż na włóknach z dodatkiem PCl.
Przeprowadzone badania pokazują, że zwilżalność maty zależy od wielu czynników, wśród których wyróżnić można: zastosowane polimery, parametry przędzenia i użyty surfaktant. Dodatek polimeru PCl zmniejsza hydrofobowość mat z nanowłókien elektroprzędzionych i ułatwia adsorpcję surfaktantów na ich powierzchni.
Literatura:
[1] Greenspan P. and Fowler S. D., Spectrofluorometric studies of the lipid probe, nile red, Department of Pathology, School of Medicine, University of South Carolina, Columbia, SC 29208.