Σύνθεση και μελέτη βιοστατικών πολυμερικών υλικών βασισμένων στην επιφανειοδραστική ένωση benzalkonium chloride

• Κύριος συγγραφέας: Ασιθιανάκης, Αναστάσιος-Πέτρος
• Άλλοι συγγραφείς: Μπόκιας, Γεώργιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2018
• Θέματα: Βιοστατικά υλικά; Επιφανειοδραστικές ενώσεις; Πολυηλεκτρολυτών/επιφανειοδραστικών ενώσεων; Ηλεκτροστατική δέσμευση; Πολυ(4-βινυλοβενζυλο χλωρίδιο); Ομοιοπολική δέσμευση; Μεμβράνες πολυ(μεθακρυλικού μεθυλεστέρα); Αποδέσμευση; Biocidal materials; Surfactants; Benzalconium chloride; Polyelectrolyte/surfactant complexes; Electrostatic binding; Poly(4-vinyl benzyl chloride); Covalent attachment; Poly(methyl methacrylate) films; Release; 668.1

Οι επιφανειοδραστικές ενώσεις (surfactants) έχουν μελετηθεί και συνεχίζουν να μελετούνται ευρύτατα, λόγω των ιδιοτήτων, των εφαρμογών και της συμπεριφοράς τους, ιδιαίτερα σε υδατικά διαλύματα. Επιπλέον, η συμπεριφορά που παρουσιάζουν οι ενώσεις αυτές, έχει δώσει το έναυσμα για εκτεταμένη μελέτη στην αλληλεπίδρασή τους με πολυμερή για τη δημιουργία νέων υπερμοριακών δομών («συμπλόκων») πολυμερούς/επιφανειοδραστικής!!ένωσης. Η κατιοντική επιφανειοδραστική ένωση benzalkonium chloride (BAC) έχει βρει πολλές εφαρμογές ως αποτελεσματικό αντιβακτηριακό υλικό σε οφθαλμικές και ρινικές σταγόνες ή σπρέι, προϊόντα προσωπικής φροντίδας, αντισηπτικά δέρματος, απολυμαντικά και καθαριστικά. Εστιάζοντας στην ελαχιστοποίηση της απoδέσμευσης και τη βελτίωση της μακροπρόθεσμης και αποτελεσματικής δράσης του, η παρούσα εργασία περιγράφει το χημικό σχεδιασμό για την ηλεκτροστατική ή ομοιοπολική ενσωμάτωση ομάδων τύπου ΒΑC σε πολυμερικές δομές. Για την ομοιοπολική ενσωμάτωση, συντέθηκε το πολυμερές πολυ(4-βινυλοβενζυλο χλωρίδιο) και τροποποιήθηκε εν μέρει με N,N-διμεθυλδεκατετρακυλαμίνη. Για τον έλεγχο του ισοζυγίου υδροφιλικότητας/υδροφοβικότητας, το πολυμερές αυτό τροποποιήθηκε περαιτέρω με τριαιθυλαμίνη. Για την ηλεκτροστατική ενσωμάτωση, συντέθηκαν ανιονικά (συμ)πολυμερή που περιέχουν σουλφονικές (4-στυρενοσουλφονικό νάτριο, SSNa) ή/και καρβοξυλικές ομάδες (ακρυλικό νάτριο, ANa). Όλα τα νέα υλικά χαρακτηρίστηκαν με μεθόδους όπως φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού, τιτλοδότηση οξέος-βάσεως, φασματοσκοπία υπερύθρου και θερμοσταθμική ανάλυση. Ακολούθως, πραγματοποιήθηκε μελέτη της αλληλεπίδρασης της επιφανειοδραστικής ένωσης BAC με τους ανιονικούς πολυηλεκτρολύτες σε υδατικό διάλυμα, προκειμένου να κατανοηθεί η συμπεριφορά και να διευκρινιστούν οι συνθήκες για την παραλαβή αδιάλυτων στο νερό συμπλόκων πολυηλεκτρολυτών/ BAC. Αφού μελετήθηκε η διαλυτότητα και η συμπεριφορά των συμπλόκων αυτών σε υδατικά διαλύματα και σε διαλύματα NaCl 0.5 Μ, προχωρήσαμε στην παρασκευή μεμβρανών για να πραγματοποιηθούν μελέτες αποδέσμευσης. Παρασκευάστηκαν μεμβράνες με περιεκτικότητα 30% w/w των συμπλόκων σε πολυμερική μήτρα πολυ(μεθακρυλικού μεθυλεστέρα). Η μελέτη της αποδέσμευσης πραγματοποιήθηκε σε υπερκαθαρό νερό και σε υδατικό διάλυμα NaCl 0.5 M. Το ποσοστό αποδέσμευσης προσδιορίστηκε κυρίως σταθμικά. Επιπλέον, όπου δεν υπήρχε πρόβλημα παρεμβολών, αξιοποιήθηκε και η απορρόφηση στο UV/Vis της αποδεσμευόμενης επιφανειοδραστικής ένωσης. Βρέθηκε πως η αποδέσμευση στο υδατικό διάλυμα NaCl 0.5M είναι πολύ μεγαλύτερη από την αποδέσμευση στο καθαρό νερό στην περίπτωση που ο πολυηλεκτρολύτης περιέχει μόνον μονάδες ANa. Αντίθετα, όταν ο πολυηλεκτρολύτης βασίζεται σε ομάδες SSNa, η αποδέσμευση στο υδατικό διάλυμα NaCl 0.5M παραμένει σε χαμηλά επίπεδα και συγκρίσιμη με την παρατηρούμενη αποδέσμευση σε καθαρό νερό.