تهیه و فرمول‌بندی رزین‌های نورپخت‌پذیر دارای پلی‌(اتیلن‌ گلیکول) و سیلسسکویی‌اکسان اولیگومری چندوجهی و تهیه نانوکامپوزیت‌های آن‌ها

فرضیه: طراحی و تولید محلول‌های دارای پلی‌اتیلن‌گلیکول و سیلسسکویی‌اکسان اولیگومری چندوجهی (poss)، با قابلیت شبکه‌ای‌شدن درجا، روشی ساده و مقرون به‌صرفه برای تولید نانوکامپوزیت‌های هیبریدی به‌منظور بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی پلی‌اتیلن‌گلیکول زیست‌تخریب‌پذیر است.روش‌ها: نخست، نانوذرات poss با آکریلویل‌کلرید عمل‌آوری و نانوپودر possac تهیه شد. در واکنشی دیگر، پلی‌اتیلن‌گلیکول با فوماریل کلرید برای تهیه پلی‌اتیلن‌گلیکول فومارات (pegf) وارد واکنش پلیمرشدن‌ تراکمی شد. درستی واکنش‌های انجام‌شده با آزمون‌های ftir و gpc تایید شد. از پراکنش 1 و %2 وزنی possac در pegf، در مجاورت %10 رقیق‌کننده nوینیل پیرولیدون (nvp) و در نبود آن نمونه‌های مختلفی فرمول‌بندی شدند. سپس، نمونه‌ها برای پخت با نور آبی در مجاورت کامفورکینون به‌عنوان نور آغازگر و n،n دی‌متیل‌آمینو‌اتیل متاکریلات به‌عنوان شتاب‌دهنده قرار گرفتند. پس از تهیه نانوکامپوزیت‌های مدنظر، اثر وجود و مقدار نانوذرات poss، وجود رقیق‌کننده، و زمان پخت بر کیفیت پراکنش نانوذرات با آزمون‌های پراش پرتو xو(xrd)، میکروسکوپی الکترونی عبوری (tem)، تورم تعادلی، کشش، گرماوزن‌سنجی (tga) و تجزیه گرمایی دینامیکیمکانیکی (dma) بررسی شد.یافته‌ها: در الگوی xrd نانوکامپوزیت، هیچ پیک تیزی دیده نشد که حاکی از انبوهش نانوذرات باشد. عکس‌های tem پراکنش مناسب نانوذرات را با اندازه ذرات در محدوده 1050 نانومتر تایید کرد. نتایج آزمون‌ها نشان داد، وجود نانوذرات و رقیق‌کننده موجب افزایش tg از 16 درجه در نمونه pegf پخت‌شده تا 13 تا 3 درجه، افزایش مقدار ژل از %45 تا %8462، افزایش مدول ذخیره از 1.6gpa  تا 3.32.2، افزایش بیشینه دمای تخریب از °395 تا °432408 و مدول یانگ از 0.46mpa  تا 1.21.6 شد. به‌طور خلاصه، نانوکامپوزیت طراحی‌شده در این مطالعه با خواص مکانیکی خوبی و پخت سریع که نشان داد، می‌تواند گزینه‌ مناسبی برای استفاده در کاربردهای زیستی و مهندسی بافت باشد.

Synthesis and Formulation of Photocurable Resins Possessing Polyethylene Glycol and POSS, and Preparation of Their Related Nanocomposites

Hypothesis: Design and synthesis of selfcurable solutions containing polyethylene glycol (PEG) and polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) is a simple and economical method to enhance the physical and mechanical properties of biodegradable PEG. Methods: First POSS nanoparticles were treated with acryloyl chloride (AC) to obtain POSSAC nanopowder. In another reaction, PEG was copolymerized with fumaryl chloride to prepare polyethylene glycol fumarate (PEGF). POSSAC was subsequently dispersed in PEGF matrix in 1 and 2% (wt) in the presence and absence of Nvinyl pyrrolidone as a reactive diluent. The obtained slurries were photocured by blue light irradiation using camphorquinone as photoinitiator. The crystal structure, dispersion quality, crosslink ability, mechanical, thermal and thermomechanical characteristics of the prepared nanocomposites as well as crosslinked neat PEGF were studied by XRD, TEM, equilibrium swelling, tensile, TGA and DMTA tests, respectively.Findings: The XRD pattern of nanocomposites did not show any sharp peak related to the aggregation and agglomeration of the nanoparticles. TEM pictures revealed good dispersion of POAAAC nanoparticles with mean diameter within 1050 nm range. Furthermore, the presence of POSSAC and reactive diluent led to an increase in the Tg of cured PEGF (as a blank system) from 16°C to a value in the range of 13 to 3°C, gel content from 45% to 6284%, storage modulus from 1.6 GPa to 2.23.3 GPa, maximum decomposition temperature from 395 °C to 408432°C, and Young’s modulus from 0.46 MPa to 1.21.6 MPa. As a result, the nanocomposites designed in this study exhibited good mechanical properties and fast curing which would be considered as potential candidates for tissue engineering and biomedical applications.