جلسه دفاع پژوهشی 2 (آقای عبداللهی)
عنوان: میکرو/نانوکامپوزیتهای پلی لاکتیک اسید(PLA) /سلولز حافظهدار در ساخت ماسکهای تثبیت
ارائه دهنده: داریوش عبداللهی
استاد راهنما: دکتر کاروان
چکیده:
تحقیقات نشان میدهد که فرآوری کم هزینه محصولات میکرو/ نانوکامپوزیتی پلیمرهای زیست تخریبپذیر و الیاف طبیعی/ سلولزی با خواص چند منظوره از قبیل انعطافپذیری و حافظهداری در حوزههای صنایع پزشکی هنوز دارای چالشهایی نظیر فقدان اطلاعات در خصوص مواد متشکله، فرآیندپذیری و خواص هدف است. به طور مشخص، به دلیل مشکلات فعلی موجود در خصوص فرمولاسیون مواد و فرآیند ساخت ورق‌های تثبیت اندام در رادیوتراپی و آتل‌بندی با قابلیت شکل‌دهی مجدد، اهمیت دستیابی به توسعه ورق‌های پلیمری با شکل‌پذیری مجدد مشخص‌تر میگردد. ماسکهای تثبیتکننده مورد استفاده معمولا دارای استحکام تثبیت پایین، هزینه بالا، ساختار غیر زیست تخریبپذیر، هندسه پیچیده هستند که خود نیازمند تجهیزات متعدد پیچیده و پرهزینه میباشند. PLA یکی از امیدوارکنندهترین بیوپلیمرهای ترموپلاستیک با زیست سازگاری و خواص مکانیکی خوب است. با این حال، استحکام ضربه ناکافی، شکنندگی ذاتی، پایداری حرارتی کم و دمای انتقالی بالای PLAکاربرد آن را به عنوان ماسک تثبیت محدود میکند. افزودن نرم کنندهها، پرکنندههای تقویتکننده در مقیاس میکرو/ نانو و الیاف طبیعی/ سلولزی نظیر کنف میتواند این محدودیت را برطرف کند. از طرفی میکرو/ نانو مواد طبیعی/ سلولزی به دلیل عدم سازگاری شیمیایی با PLA نیاز به اصلاح سطح دارند. بر همین اساس پلیمر PLA با الیاف کنف اصلاح سطح شده در درصدهای 0، 5، 10، 15، 20، 30 و 40 با روش غلتک ترکیب مذاب جهت تهیه ورق‌های میکرو/ نانوکامپوزیتی ترکیب شد. نتایج، افزایش خواص کششی و ضربه را نشان داد. ترکیب PLA با درصدهای کنف 5، 10 و 15 به عنوان بهینه انتخاب شدند. چون روش غلتک ترکیب مذاب باعث چسبیدن اجباری کنف و پلیمر میشود، پس در مراحل بعدی الیاف کنف اصلاح سطح نشدند. جهت تخت کردن ورق‌های میکرو/ نانوکامپوزیتی و بررسی خواص آن، از پرس گرم جهت آنیل ترکیبها بلافاصله بعد از فرآیند غلتک ترکیب مذاب استفاده شد. این عمل باعث بهبود خواص مکانیکی و بلورینگی میکرو/ نانوکامپوزیتها شد. جهت دستیابی به انعطاف بیشتر، به ترکیبهای بهینه، ماده کربوکسی متیل سلولز (CMC) با درصدهای 1، 3 و 5 افزوده و فرآوری شد. این ماده سلولزی انعطافپذیری را افزایش داد؛ هرچند که برخی خواص مکانیکی را کاهش داده بود. معیارهای انعطافپذیری حاصل، نظیر درصد ازدیاد طول و مقاومت به ضربه در بهترین حالت به ترتیب حدود 7% و 170 ژول بر متر است که جهت کاربرد به عنوان ماسک تثبیت مناسب نمیباشد. بنابراین، نیاز به افزودن مواد مختلف به ترکیب در ادامه کار وجود دارد.