اثر نانوذرات اکسید آهن روی خواص حرارتی، دینامیکی-مکانیکی، رئولوژیکی و میزان بازگشت شکلی آمیخته pu/pcl

پلیمر های حافظه دار شکلی دسته ای از مواد هوشمند هستند که قادرند به محرک های خارجی مانند حرارت، الکتریسیته، مغناطیس، نور، رطوبت و ph از طریق تغییر در شکل ظاهری پاسخ دهند. پلی یورتان (pu) مورد استفاده در این تحقیق کوپلیمری قطعه ای متشکل از دو فاز سخت و نرم است. فاز سخت آن را دی ایزوسیانات و بسط دهنده زنجیر و فاز نرم آن را پلی کاپرولاکتون با وزن مولکولی متوسط عددی g/mol 2000 تشکیل می دهد. از آن جا که این وزن مولکولی برای تشکیل بلور در فاز نرم کافی نیست. لذا آمیخته سازی پلی یورتان با پلی کاپرولاکتون به عنوان راهی برای رفع این مشکل در نظر گرفته شد (رساله دکتری خانم شادی حسن آجیلی). از آن جا که کاشتنی های تهیه شده از آمیخته pu/pcl در رساله مذکور در بدن قابلیت ردگیری توسط اشعه x را نداشتند، بنابراین در این تحقیق برای اولین بار از نانوذرات مگنتیت برای مرئی کردن این کاشتنی ها استفاده شد. به این منظور ابتدا کامپوزیت های شامل 8 درصد وزنی نانومگنتیت با نسبت های وزنی مختلف از آمیخته های (70/30، 60/40 و 50/50) pu/pcl تهیه گردیدند. هدف از انتخاب درصد بالایی از نانوذرات مگنتیت، ایجاد حساسیت مغناطیسی در نمونه ها بود. اما نتایج آزمون dsc، بیانگر از بین رفتن بلورینگی در بخش های سخت پلی یورتان بود که وجود این بلورینگی برای بروز حافظه شکلی در نمونه ها ضروری است. از این رو آمیخته (70/30) pu/pcl به دلیل قابلیت حافظه شکلی در محدوده دمای بدن به عنوان ماده زمینه در نظر گرفته شد و درصدهای وزنی مختلف از نانومگنتیت (1، 2، 3 و 5 ) به آن افزوده شد. سپس اثر نانوذرات مگنتیت برخواص حرارتی، مکانیکی- دینامیکی، رئولوژیکی و میزان برگشت پذیری این کامپوزیت های سه جزئی مورد ارزیابی قرارگرفتند. مشاهده یک دمای انتقال شیشه ای (tg) در نمودارهای dsc مربوط به کامپوزیت های سه جزئی، دلیلی بر امتزاج پذیری دو جزء پلی یورتان و پلی کاپرولاکتون در ساختار کامپوزیت ها بوده که این امر توسط آزمون مکانیکی- دینامیکی نیز تایید شده است. نتایج نشان می دهد که میزان بلورینگی و دمای ذوب جزء pcl در حضور نانوذرات مگنتیت تغییر می کند. آزمون روبش بسامد روی کامپوزیت ها نشان دهنده وجود آستانه غلظت در نمونه حاوی 2 درصد نانومگنتیت است. مطالعه بر رفتار حافظه شکلی کامپوزیت ها نشاندهنده آن است که افزودن نانوذرات مگنتیت به آمیخته (70/30) pu/pcl موجب کاهش میزان بازگشت شکلی میشود.