عنوان

تهیه داربست‌های نانوکامپوزیت پلی‌یورتان /گرافن حافظه‌شکلی به روش الکتروریسی و بررسی ریزساختار و خواص فیزیکی-مکانیکی آنها

IR

۴۲۶۰پ

فارسی

IR

تهیه داربست‌های نانوکامپوزیت پلی‌یورتان /گرافن حافظه‌شکلی به روش الکتروریسی و بررسی ریزساختار و خواص فیزیکی-مکانیکی آنها

[پایان‌نامه]

Preparation of shape memory polyurethane/graphene nanocomposite scaffolds by electrospinning method and investigation of their microstructure and physical-mechanical properties

/دنیا رزاقی

: مهندسی پلیمر

، ۱۳۹۹

۸۲ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- پلیمر

۱۳۹۹/۰۷/۰۱

صنعتی سهند

یکی از مشکلات مهم در علم پزشکی ترمیم و یا جایگزینی بافت‌های آسیب‌دیده است و مهندسی بافت روشی جدید برای حل این مشکل می‌باشد .داربست در مهندسی بافت نقش کلیدی را ایفا می‌کند و با ایجاد یک شبکه مصنوعی برون-سلولی سه‌بعدی باعث می‌شود تا سلول‌ها در آن محیط توانایی رشد، تکثیر و تمایز پیدا کنند .در این مطالعه، ابتدا پلی-کاپرولاکتون دی‌ال با وزن مولکولی g/mol ۲۰۰۰ سنتز گردید .سپس نمونه‌های پلی‌یورتان از پلی کاپرولاکتون، هگزا-متیلن‌دی‌ایزوسیانات، بوتان‌دی‌ال و کاتالیست استان قلع اکتات به روش پیش‌پلیمریزاسیون سنتز شد .نانوکامپوزیت‌های پلی‌یورتان/گرافنG) - (PUو پلی‌یورتان /گرافن اکسید اصلاح شده با پلی‌کاپرولاکتون و احیا شده (GPCL) با درصدهای وزنی ۰/۵ و ۱ از نانو صفحات گرافنی به روش محلولی سنتز گردیدند .با استفاده از روش الکتروریسی، داربست‌های پلی-یورتانی و نانوکامپوزیتی در ابعاد نانومتری تهیه گردیدند .ساختار شیمیایی، میزان پیوند هیدروژنی گروه‌های کربونیلی) (HBI(C=O) و تأثیر نانوصفحات بر میزان پیوند هیدروژنی نمونه‌های پلی‌یورتان و نانوکامپوزیتی با استفاده از آنالیز طیف-سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) بررسی شد .همانطور که نتایج نشان می‌دهند، بدلیل حضور نانوصفحات گرافنی، میزان گروه‌های کربونیلی که پیوند هیدروژنی داده‌اند) (HBI(C=O) در نانوکامپوزیت‌ها در مقایسه با پلی‌یورتان کاهش یافته است .با این حال به دلیل تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین نانوصفحات GPCL با زنجیرPU ، HBI(C=O) در نانوکامپوزیت‌هایGPCL - PUکاهش کمتری داشته است .ساختار بلورین و خواص حرارتی نمونه‌ها توسط الگوهای پراش اشعه‌ی ایکس (XRD) و آنالیز گرماسنجی تفاضلی پویشی (DSC) بررسی گردیدند .نتایج حاصل نشان‌دهنده‌ی تغییر دمای انتقال و میزان بلورینگی با تغییر درصد وزنی نانوصفحات گرافنی می‌باشد .با استفاده از میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM)قطر الیاف داربست‌های تهیه شده، تعیین گردید .نتایج حاصل بیان‌کننده تأثیر میزان نانوصفحات گرافنی، توزیع نانوصفحات گرافنی در ماتریس پلیمری و رسانایی، در میانگین قطر الیاف و اندازه‌ی حفرات داربست‌های تهیه شده، می‌باشد .به گونه‌ای که نمونه‌هایGPCL- PU۵.۰ وGPCL- PU۱به دلیل برهمکنش خوب و توزیع مناسب نانوصفحات گرافنی در ماتریس پلیمری، دارای میانگین قطر الیاف بزرگتر از نمونه‌های دیگر هستند .درحالی که نمونه‌هایG- PU۵.۰ وG- PU۱ بدلیل رسانایی بالا به واسطه حضور نانوصفحات گرافنی که نسبت به سایر نمونه‌ها دارند، دارای میانگین قطر الیاف کمتری نسبت به نمونه‌های دیگر هستند .خواص مکانیکی و حافظه‌شکلی پلی‌یورتان و نانوکامپوزیت‌های آن و همچنین نانوالیاف الکتروریسی شده در دمای اتاق و همچنین دمای بالای نقطه ذوب بلورهایPCL ، مورد بررسی قرار گرفتند .با توجه به نتایج، درمورد نمونه‌های نانوکامپوزیتی می‌توان گفت که با افزایش میزان پیوند هیدروژنی و درصد بلورینگی، استحکام کششی نمونه‌ها در کرنش ثابت افزایش یافته است .درحالی که در مورد نانوالیاف تهیه شده، با افزایش میانگین قطر الیاف، استحکام کششی در کرنش ثابت و مدول نمونه‌ها بهبود یافته است .همچنین تثبیت شکل و بازیابی شکل نمونه‌هایی که در دمای بالای نقطه ذوب بلورهای PCL تغییر شکل داده‌اند، برابر با ۱۰۰ می‌باشد.

One of the most important issues of medical science is the treatment and replacement of damaged tissues which is recently overcame by tissue engineering. Scaffold plays a significant role in tissue engineering and using a three-dimensional artificial extracellular matrix, makes cells to grow and proliferate in a certain medium. In this study, polycaprolactone (PCL) with a molecular weight of 2000 g/mol was synthesized. Afterward, Shape memory polyurethane (SMPU) was synthesized using PCL, hexamethylene diisocyanate (HDI), 1,4-butanediol, and stannous octoate, as the catalyst. PU/graphene nanosheets (PU-G) and PU/PCL-modified and reduced graphene oxide (PU-GPCL) nanocomposites containing 0.5 and 1 wt of graphene nanosheets (named as G) or PCL-modified graphene nanosheets (named as GPCL) were prepared via solution casting method. Using electrospinning technique, PU and various nanocomposites scaffolds with nanometric dimensions were fabricated. Chemical structure, hydrogen bonding index of carbonyl groups (HBI(C=O)), and the effect of nanosheets on HBI(C=O) of PU and various nanocomposites were studied by Fourier-transform infrared (FTIR) spectra. As the results indicated, HBI(C=O) of the nanocomposites were reduced compared to PU, which is due to the presence of graphene nanosheets. However, due to the formation of hydrogen bonds between GPCL nanosheets and PU chains, HBI(C=O) of PU-GPCL nanocomposites has been reduced in lower contents. Thermal properties and crystalline structure of samples were analyzed by X-ray diffraction (XRD) patterns and differential scanning calorimetry (DSC) thermograms. The results showed that the transition temperature and degree of crystallinity were changed with variation of graphene nanosheets contents. The average diameters of nanofibers and their distributions were determined through scanning electron microscopy (SEM). The resulting images revealed that the graphene nanosheets content, their dispersion state in polymer matrix and their electrical conductivity have affected fibers diameters and pore sizes. Due to the good interaction and appropriate dispersion of graphene nanosheets in polymer matrix, PU-GPCL0.5 and PU-GPCL1 have greater nanofiber average diameter compared to other samples. However, PU-G1 and PU-G0.5 have smaller nanofiber average diameter because of the high electrical conductivity of graphene nanosheets. The mechanical properties and shape memory behavior of PU, nanocomposites and their nanofibers were studied at room and above PCL melting temperature. According to the results, the tensile strength of nanocomposites at the same strains has been increased with the increment of HBI(C=O) and degree of crystallinity. However, in the connection with nanofibers, the tensile strength at the same strains and Young's modulus have been improved with the increasing of nanofibers average diameter. Moreover, shape fixity and recovery ratios of samples deformed at above PCL melting temperature, are equal with 100 .

ba

Preparation of shape memory polyurethane/graphene nanocomposite scaffolds by electrospinning method and investigation of their microstructure and physical-mechanical properties

داربست

پلی‌یورتان حافظه شکلی

الکتروریسی

نانو الیاف

خواص فیزیکی- مکانیکی

scaffold, shape memory polyurethane, electrospinning, nanofiber, physical-mechanical properties

داربست، پلی‌یورتان حافظه شکلی، الکتروریسی، نانو الیاف، خواص فیزیکی- مکانیکی

رزاقی، دنیا

رضائی، مصطفی، استاد راهنما

ایران

20230703

پلیمر ،۶۰۳۰۹ ،۱۳۹۹

ن‌اترویی‌لپ‍ ت‌یزوپماکونان‍ ی‌اهت‌سبراد ه‌یهت‍ /ی‌کیزیف‍ ص‌اوخ‍ و راتخاسزیر ی‌سررب‍ و ی‌سیرورتکلا ش‌ور ه‌ب‍ ی‌لکشه‌ظفاح‍ ن‌فارگ‍-اهنآ ی‌کیناکم‍.pdf

عادی

عادی

a29.pdf

p60309.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۲۶۰

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y