چاپ سه بعدی پلیمر هوشمند لایه ای بر پایه پلی لاکتیک اسید و پلی یورتان ترموپلاستیک: بررسی خواص حافظه شکلی و ترموویسکوالاستیک

پلیمرهای هوشمند به عنوان زیرمجموعه مواد هوشمند قادر هستند شکل اولیه خود را ذخیره و پس از تغییر شکل با اعمال محرک ها به حالت اولیه خود بازگردند. در این تحقیق از روش های چاپ سه بعدی برای ساخت پلیمرهای هوشمند به صورت لایه ای استفاده شده است. در این روش با کنترل درصد هر ماده در نمونه و چینش لایه ها به راحتی می توان خواص حافظه شکلی را طراحی و کنترل نمود. از جمله مزایای این روش نسبت به روش های دیگر مانند مخلوط کردن، سادگی کنترل عوامل موثر بر خاصیت حافظه شکلی، ساخت قطعات پیچیده و خاصیت حافظه شکلی بهتر است. مواد مورد استفاده TPU با خاصیت الاستیکی و PLA ترموپلاست نیمه کریستالی برای رسیدن به خواص حافظه شکلی بررسی شدند و جهت بررسی اثر لایه چینی، نمونه ها در دو حالت TPU-UP و PLA-UP چاپ شدند. نتایج آزمون های حافظه شکلی نشان داد که با کنترل تعداد لایه ها و نحوه چینش، خواص حافظه شکلی به سادگی قابل کنترل و طراحی است. نتایج آزمون DMTA نشان داد که دمای بازیابی در نمونه های لایه ای نسبت به روش های دیگر کمتر است و با تنظیم مقدار استفاده از دو ماده PLA و TPU می توان دمای بازیابی را کنترل نمود. سرعت بازگشت در نمونه های لایه ای نسبت به تحقیقات گذشته بسیار بالا است که از مقادیر انرژی ذخیره شده در TPU و لایه ای بودن نشات می گیرد. نتایج آزمون حافظه شکلی نشان داد که TPU نقش اساسی در افزایش نسبت بازیابی و PLA در افزایش نسبت تثبیت دارد. این امر به دلیل افزایش درصد کلیدهای شبکه که شامل سه عامل کریستاله شدن، دمای Tg و کاهش تعداد پیوندهای عرضی است.

کلیدواژه ها:

۳D Printer ، Shape-Memory Polymers (SMPs) ، Multilayer ، Shape Memory Property ، چاپگر سه بعدی ، پلیمرهای هوشمند ، لایه ای ، خواص حافظه شکلی