Preparation And Characterization Of Highly Hydrophilic Polyethyleneimine Coatings

Abstract

Yüksek Hidrofilik Polietilen İmin Kaplamaların Hazırlanması Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada süperhidrofilik bir kaplama hazırlanması planlanmış ve bu amaçla polietilen imin (PEI), silanlanmış cam yüzey üzerine modifiye edilmiştir; bu cam yüzeyin karakterizasyonları, X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), Geçirgenlik spektrumu ve temas açısı ölçümleri ile yapılmıştır. İlk olarak, cam örnekleri piranha çözeltisinde (sülfürik asit:hidrojen peroksit, 7:3) temizlenerek hidroksil fonksiyonelleştirilmiş daha sonra 3-glisidiloksipropiltrimetoksisilan (GPTMS) kullanılarak silanlanmıştır. Epoksi modifiye cam örnekleri daha sonra polietilen imin (PEI) çözeltisine daldırılmış ve amin grubu modifiye edilen cam örnekler başarıyla hazırlanmıştır. Sonuç olarak GPTMS'nin cam yüzeyine modifikasyonunun başarılı bir şekilde gerçekleştirildiği XPS ile kanıtlanmıştır. Polietilen imin ile cam yüzeyinin modifikasyonundan sonra, XPS ile amino grubu oluşumu belirlenmiştir. Yüzey hidrofilikliği, su temas açısı (WCA) ölçümleriyle belirlenmiştir. Hiç işlem görmemiş cam yüzeyin su temas açısı 73,6° olarak ölçülmüş ve amin grupları ile modifiye edilen cam yüzeyin su temas açısı değeri 11,7° olarak ölçülmüştür. PEI modifiye edilen kaplamanın süperhidrofilik olduğu belirlenmiştir. 

Keywords

• Hidrofilite,polietilen imin,temas açısı

References

1. [1] T. A. Otitoju, A. L. Ahmad ve B. S. Ooi, “Superhydrophilic (Superwetting) surfaces: A review on fabrication and application,” Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol. 47, pp. 19-40, 2017.
2. [2] S. Sorcar, A. Razzaq, H. Tian, C. A. Grimes ve S. In, “Facile electrochemical synthesis of anatase nano-architectured titanium dioxide films with reversible superhydrophilic behaviour,” Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol. 46, pp. 203-211, 2017.
3. [3] R. P. Sahu, S. Sett, A. L.Yarin ve B. Pourdeyhimi, “Impact of aqueous suspension drops onto non-wettable porous membranes: Hydrodynamic focusing and penetration of nanoparticles,” Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, vol. 467, pp. 31–45, 2015.
4. [4] T. Shimizu, T. Goda, N. Minoura, M. Takai ve K. Ishihara, “Super-hydrophilic silicone hydrogels with interpenetrating poly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) networks,” Biomaterials, vol. 31, pp. 3274–3280, 2010.
5. [5] J. Fang, A. Kelarakis, L. Estevez, Y. Wang, R. Rodriguez ve E. P. Giannelis, “Superhydrophilic and solvent resistant coatings on polypropylene fabrics by a simple deposition process,” Journal of Materials Chemistry, vol. 20, pp. 1651–1653, 2010.
6. [6] J. Yuan, X. Liu, O. Akbulut, J. Hu, S. L. Suib, J. Kong ve F.Stellacci, “Superwetting nanowire membranes for selective absorption,” Nature Nanotechnology, vol. 3, pp. 332-338, 2008.
7. [7] X. J. Feng ve L. Jiang, “Design and Creation of Superwetting/Antiwetting Surfaces,” Advance Materials, vol. 18, pp. 3063–3078, 2006.
8. [8] K. Liu, M. Cao, A. Fujishima ve L. Jiang, “Bio-Inspired Titanium Dioxide Materials with Special Wettability and Their Applications,” Chemical Reviews, vol. 114 no. 19 pp. 10044–10094, 2014.

9. [9] Y. Lai, X. Gao, H. Zhuang, J. Huang, C. Lin ve L. Jiang, “Designing Superhydrophobic Porous Nanostructureswith Tunable Water Adhesion,” Advanced Materials, vol. 21, pp. 3799–3803, 2009.
10. [10] H. Yan, W. Yuanhao ve Y. Hongxing, “TEOS/silane coupling agent composed double layers structure: A novel super-hydrophilic coating with controllable water contact angle value,” Applied Energy, vol. 185, no. 2, pp. 2209-2216, 2017.
11. [11] A. Fujishima, T. N. Rao ve D. A. Tryk, “Titanium dioxide photocatalysis,” Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, vol. 1, pp. 1–21, 2000.
12. [12] J. Drelich, E. Chibowski, D. D. Mengb ve K. Terpilowskic, “Hydrophilic and superhydrophilic surfaces and materials,” Soft Matter, vol. 7, no. 21, pp. 9804-9828, 2011.
13. [13] R. N. Wenzel, “Resistance of solid surfaces to wetting by water,” Industrial Engineering Chemistry, vol. 28, pp. 988–994, 1936.
14. [14] R. Michel, S. Pasche, M. Textor ve D. G. Castner, “Influence of PEG architecture on protein adsorption and conformation,” Langmuir, vol. 21, pp. 12327-12332, 2005.
15. [15] C. Gruian, E. Vanea, S. Simon ve V. Simon, “FTIR and XPS studies of protein adsorption onto functionalized bioactive glass,” Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics, vol. 1824, pp. 873-881, 2012.
16. [16] T. He, Z. L. Shi, N. Fang, K. G. Neoh, E. T. Kang, V. Chan, “The effect of adhesive ligands on bacterial and fibroblast adhesions to surfaces,” Biomaterials, vol. 30, pp. 317–326, 2009.
17. [17] S. Xiang, G. Xing, W. Xue, C. Lua, J. M. Lin, “Comparison of two different deposition methods of 3-aminopropyltriethoxysilane on glass slides and their application in the Thin Prep cytologic test,” Analyst, vol.137, pp. 1669-1673, 2012.
18. [18] H. H. Kyaw1, S. H. Al-Harthi, A. Sellai, J. Dutta, “Self-organization of gold nanoparticles on silanated surfaces,” Beilstein Journal of Nanotechnology, vol. 6, pp. 2345–2353, 2015.
19. [19] Y. Huan, S. J. Park, K. C. Gupta, S. Y. Parka ve I. K. Kang, “Slide cover glass immobilized liquid crystal microdroplets for sensitive detection of an IgG antigen,” RSC Advances, vol. 7, pp. 37675-37688, 2017.
20. [20] S. Azzouzi, H. K. Patra, M. B. Ali, M. N. Abbas, C. Dridi, A. Errachid ve A.P.F. Turner, “Citrate-selective electrochemical μ-sensor for early stage detection of prostate cancer,” Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 228, pp. 335-346, 2016.
21. [21] N. H. Nordin, Z. Ahmad, “Monitoring Chemical Changes on the Surface of Borosilicate Glass Covers during the Silanisation Process,” Journal of Physical Science, vol. 26, pp. 11–22, 2015.
22. [22] T. Kamra, S. Chaudhary, C. Xu, N. Johansson, L. Montelius, J. Schnadt ve L. Ye, “Covalent immobilization of molecularly imprinted polymer nanoparticles using an epoxy silane,” Journal of Colloid and Interface Science, no. 445, pp. 277-284, 2015.
23. [23] M. S. Islam, H. Yu, H. G. Lee, S. H. Kang, “Molecular switching fluorescence based high sensitive detection of label-free C-reactive protein on biochip,” Biosensors and Bioelectronics, vol. 26, pp.1028-1035, 2010.
24. [24] T. Tong, S. Zhao, C. B, S. M. Hashmi, M. Elimelech, “Relating Silica Scaling in Reverse Osmosis to Membrane Surface Properties,” Environmental Science & Technology, vol. 51, pp. 4396−4406, 2017.
25. [25] J. Gilberts, A. H A. Tinnemans, M.P. Hogerheide , T.P. M. Koster, M. Elimelech, “UV curable hard transparent hybrid coating materials on polycarbonate prepared by the sol-gel method,” Journal of sol-gel science and technology, vol. 11, pp. 153−159, 1998.