مدل‎سازی و بررسی تجربی ویسکوالاستیسیته ‏ پلی‎ لاکتیدها

پلی ‎لاکتید (pla) یک پلی ‎استر آلیفاتیک، ترموپلاستیک و زیست‎ تخریب ‎پذیر است که از پلیمریزاسیون مونومرهای اسید لاکتیک تهیه می‎شود. پلی‎ لاکتیدها، چندین دهه است که شناخته شده ‎اند و در سال‎ های اخیر، اهمیت تجاری قابل توجهی پیدا کرده ‎اند. پیشرفت ‏هایی که در زمینه بررسی و مدل‎سازی این مواد صورت گرفته، باعث شده است که خواص رئولوژیکی این مواد به خوبی شناخته شده و با مدل ‏های ریاضی مناسب ارائه گردند. مدل‎سازی ویسکوالاستیسیته ‎ی پلی‎ لاکتیدها با توجه به کاربرد ویژه این مواد در علم پزشکی از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مطالعه، کارایی مدل fen جهت بررسی رفتار تنش- کرنش پلی‎ لاکتیدها بررسی می‎شود. در این مدل، برای شبیه ‏سازی رفتار تنش- کرنش پلی ‎لاکتیدها از روش اجزا محدود استفاده می‏شود. همچنین یکی از کارایی ‏های این مدل توانایی آن در توصیف رفتار مکانیکی پلی ‎لاکتیدها با دقت بالا می ‎باشد. مدل ارائه شده همچنین توانایی توصیف رفتار پلی ‎لاکتیدها را تحت تنش‎ های مختلف برای هندسه‎ های پیچیده دارا می ‎باشد. با این حال، توصیف جامع خصوصیات ویسکوالاستیک pla ها هنوز با مدل‎های موجود میسر نیست. آزمایش ‎های صورت گرفته در زمینه ‎ی بررسی رفتار ویسکوالاستیک پلی ‎لاکتیدها نشان داده است که ویسکوالاستیسیته‎ ی این مواد با افزودن ذرات نانو تغییر قابل ‎توجهی نمی‌کند، اما محیط انجام آزمایش به طور قابل‌توجهی بر این ویژگی‌ تاثیر می‌گذارد. از این نتایج می‏توان برای درک بهتر رفتار پلی ‎لاکتیدها در محیط فیزیولوژیکی استفاده کرد. مورد دیگری که در بررسی ‏های تجربی مورد بحث قرار گرفته، اثر غلظت هیدروکسی‎ آپاتیت بر روی پلی‎ لاکتیدها برای بررسی وابستگی ویسکوالاستیک آن‎ها به فرکانس بار و خزش است. با آزمایش و مدل‎سازی ویسکوالاستیسیته، هرگونه تغییر در رفتار مکانیکی پلی‎ لاکتیدها را می‏توان بهتر درک کرد. در برخی از مطالعات تاثیر نرخ کرنش بر سفتی پلی‎ لاکتیدها در یک آزمایش فشرده‌سازی بررسی شده است که اطلاعاتی در مورد میرایی انرژی یا رفتارهای وابسته به زمان ارائه می‎دهد. مطالعه ‎ی ویسکوالاستیسیته در دمای 37 درجه سانتی‎گراد نیز معمولاً به اندازه ‎گیری و بررسی رفتار میرایی پلیمر در یک فرکانس خاص (معمولاً یک هرتز) و در شرایط خشک محدود می‎شود. در زمینه بررسی بافت پلی‎ لاکتیدها نیز مطالعاتی انجام شده است.

modeling and experimental investigation of viscoelasticity of polylactides

polylactide (pla) is an aliphatic, thermoplastic and biodegradable polyester. which is prepared from the polymerization of lactic acid monomers. polylactides have been known for decades and have gained significant commercial importance in recent years. the progress made in the field of investigation and modeling of these materials has made the rheological properties of these materials well known and presented with appropriate mathematical models. modeling the viscoelasticity of polylactides is of special importance due to the special application of these materials in medical science. in this study, the efficiency of the fen model to investigate the stress-strain behavior of polylactides is investigated. in this model, the finite element method is used to simulate the stress-strain behavior of polylactides. also, one of the efficiency of this model is its ability to describe the mechanical behavior of polylactides with high accuracy. the presented model also has the ability to describe the behavior of polylactides under different stresses for complex geometries. however, the comprehensive description of pla viscoelastic properties is still not possible with existing models. the experiments conducted in the field of investigating the viscoelastic behavior of polylactides have shown that the viscoelasticity of these materials does not change significantly with the addition of nanoparticles, but the environment of the experiment significantly affects this characteristic. . these results can be used to better understand the behavior of polylactides in the physiological environment. another thing discussed in experimental studies is the effect of hydroxyapatite concentration on polylactides to investigate the dependence of their viscoelasticity on load and creep frequency. by testing and modeling viscoelasticity, any changes in the mechanical behavior of polylactides can be better understood. in some studies, the effect of strain rate on the stiffness of polylactides has been investigated in a compression test which provides information about energy damping or time-dependent behaviors. the study of viscoelasticity at a temperature of 37°c is also usually limited to measuring and investigating the damping behavior of the polymer at a certain frequency (usually one hz) and in dry conditions. studies have also been conducted in the field of investigating the texture of polylactides.