تهیه فوم نانو کامپوزیتی پلی لاکتیک اسید / پلی اتیلن گلیکول / نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت به روش متخلخل‌سازی توده‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مکانیک

2 دانشیار، دانشگده فنی و مهندسی دانشگاه آزاد واحد نجف آباد

چکیده

در این پژوهش نانوکامپوزیت‌های پلی‌لاکتیک اسید /پلی اتیلن گلیکول / نانوذرات هیدروکسی‌آپاتیت (با درصد وزنی 0، 3و5 ) بطور موفقیت آمیزی به روش ریخته‌گری حلال در مخلوط کلروفرم تهیه شدند. به منظور تولید فوم نانوکامپوزیتی از روش توده‌ای با گاز خنثی Co2 استفاده شد. نمونه‌ها به صورت مجزا درون گلیسیرین داغ تحت یکی از شرایط دمایی فوم 90 ، 110 و 120 °C با زمان فوم 5 ، 37.5 و 70 ثانیه قرار داده ‌شدند. دمای فوم، زمان فوم و درصد وزنی نانوذرات هیدروکسی‌آپاتیت به عنوان متغیرهای پژوهش در نظر گرفته شدند. هدف پژوهش آشکارسازی تاثیر پارامترهای فوم سازی بر فوم تولید شده در نمونه ها با استفاده از طراحی آزمایش پاسخ سطح بر مبنای مدل باکس‌-‌بنکن می‌باشد. مورفولوژی سلول‌های ایجاد شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و مقادیر چگالی نانوکامپوزیت‌ها از روش ارشمیدوس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد کمترین چگالی مربوط به نمونه حاوی 3% نانوذرات HA با دمای فوم 110 °C ، زمان فوم 37.5 ثانیه و چگالی 0.646 g/cm3 و بیشترین چگالی مربوط به نمونه فاقد نانوذرات HA با دمای فوم110 °C ، زمان فوم 5 ثانیه و چگالی 0.953 g/cm3 می‌باشد. بیشترین اندازه قطر سلول مربوط به نمونه حاوی 3% نانوذرات HA با دمای فوم 120 °C و زمان فوم 70 ثانیه و اندازه قطر سلول 49.86 µm بوده و کوچکترین اندازه قطر سلول مربوط به نمونه فاقد نانو ذرات HA با دمای فوم 120 °C ، زمان فوم 37.5 ثانیه و اندازه قطر سلول µm 6.32 می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Fabrication of polylactic acid / polyethylene glycol/ hydroxyapatite nanoparticles nanocomposite foam by mass porosity method

نویسندگان [English]

  • Arash Goodarzi 1
  • Hamzeh Shahrajabian 2
1 Department of Mechanical Engineering, Najafabad branch, Najafabad
2 Associate professor, Najafabad branch, Islamic Azad University
چکیده [English]

Nanocomposite foam has small cells due to the presence of reinforcing materials in nanoscale and the presence of neutral gas as a blowing agent . In the foaming process, there are four variables to control the process of saturation time, saturation pressure, foaming time and foaming temperature. In this study, foam temperature, foam time and weight percentage of hydroxyapatite nanoparticles were considered as variables. Nanocomposite samples were prepared by solvent casting. The samples are saturated in a tank with a constant pressure of 3.5 MPa by neutral CO2 gas and after 6 hours the samples are taken out of the tank and separately into hot glycerin under one of the temperature conditions of 90, 110 and 120% with a time of 5 , 37.5 and 70 seconds were placed. The temperature of glycerin and the storage time of the sample inside it are called the temperature and time of the foam. The aim of this study was to prepare porous nanocomposite samples with polylactic acid / polyethylene glycol background and hydroxyapatite nanoparticles with 3% and 5% by weight by mass method, to reduce the density and create a suitable cell diameter inside the samples. The results showed that with increasing foam time from 5 to 70 seconds and foam temperature from 90 to 120 ° C, the density decreases and the cell diameter increases. Increasing the nanoparticles to 3% decreases the density and increases the cell diameter and values of 5% increases the density and decreases the cell diameter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Polylactic acid
  • Hydroxyapatite
  • Mass method
  • Foam density
  • Cell size