خواص فیزیکی و مکانیکی نانوالیاف پلی‌(لاکتیک اسید) تهیه‌شده با الکتروریسی در مجاورت نانوذرات لاستیک سیلیکون

فرضیه‌: امروزه استفاده از ﻧﺎﻧﻮاﻟﻴﺎف پلیمری در صنایع مختلف به‌ویژه صنعت پزشکی کاربرد زیادی پیدا کرده است. الکتروریسی روشی ساده، توانمند و مقرون به‌صرفه برای ﺗﻬﻴﻪ ﻧﺎﻧﻮاﻟﻴﺎف است. در کاربردهای زیستی همچون مهندسی بافت استفاد از پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر و زیست‌سازگار پلی‌(لاکتیک اسید) (pla) توجه زیادی را جلب کرده است. می‌توان با افزودن نانوذرات خواص فیزیکی و مکانیکی نانوالیاف pla را اصلاح کرد. روش‌ها: نانوالیاف pla با روش الکتروریسی تهیه شد. برای افزایش رسانندگی الکتریکی محلول ریسندگی و تهیه الیافی ظریف‌تر نمک نقره نیترات اضافه شد. به‌منظور بهبود شکل‌شناسی و خواص مکانیکی الیاف حاصل، نانوذرات لاستیک سیلیکون (nsr) به محلول ریسندگی اضافه شد. آزمون میکروسکوپی الکترونی پویشی (sem) و عبوری (tem) برای بررسی شکل‌شناسی الیاف و پخش نانوذرات به‌کار گرفته شدند. خواص گرمایی و مکانیکی نانوالیاف به‌ترتیب با آزموهای گرماسنجی پویشی تفاضلی (dsc) و کشش مطالعه شد. یافته‌ها: برای تهیه نانوالیاف الکتروریسی‌شده پلی(لاکتیک اسید) با شکل‌شناسی مناسب محلول‌سازی با ترکیب حلال‌های دی‌کلرومتان و دی‌متیل فرمامید با نسبت حجمی 3 به 2 انجام شد. با کاهش غلظت pla تا %7 و افزودن %0.5 نمک نقره نیترات به محلول ریسندگی الیافی بی‌نقص با قطر کمتر از  200nm تهیه شد. با افزودن نانوذرات لاستیک سیلیکون تا %1 الیاف ظریف‌تر شده و میانگین قطر ذرات به‌مقدار حدود 123nm کاهش می‌یابد. دلیل آن را می‌توان به افزایش کشسانی محلول ریسندگی با افزودن نانوذرات به‌دلیل ماهیت لاستیکی آن‌ها نسبت داد. افزودن نانوذرات لاستیک سیلیکون، در ترکیب درصدهای مختلف، موجب کاهش مقدار بلورینگی و افزایش دمای بلورینگی شد. چقرمگی نانوالیاف در مقادیر کم نانوذرات لاستیک سیلیکون بدون کاهش شایان توجه مدول و استحکام کششی به‌طور چشمگیری افزایش یافت که نشان‌دهنده کارایی زیاد این نانوذرات به‌عنوان اصلاح‌کننده ضربه است.

physical and mechanical properties of electrospun pla nanofibers in the presence of silicone rubber nanoparticles

hypothesis: nowadays, polymer nanofibers have been extensively used in different industries especially for medical applications. electrospinning is a simple, versatile and cost-effective technique to prepare nanofibers. for biomedical applications such as tissue engineering poly(lactic acid) (pla), a biocompatible and biodegradable polymer, has gained great interest. to improve the physical and mechanical properties of electrospun pla, nanofibers and nanoparticles can be included.methods: pla nanofibers were prepared through electrospinning. silver nitrate was added to increase the conductivity of electrospinning solution, resulting in finer nanofibers. to improve morphology and mechanical properties of the electrospun fibers, silicone rubber nanoparticles (nsr) were added into the electrospinning solution. scanning and transmission electron microscopies (sem and tem) were employed to investigate the morphology of electrospun nanofibers and dispersion of nanoparticles, respectively. to investigate thermal and mechanical properties of the obtained nanofibers, differential scanning calorimetry (dsc) and tensile test were used.findings: to obtain poly(lactic acid) electrospun nanofibers with fine and defect-free morphology, pla was dissolved in a mixture of dichloromethane and dimethylformamide (dcm/dmf) solvents with a volumetric ratio of 3/2 electrospinning solution with 7% poly(lactic acid) containing 0.5% (by wt) silver nitrate led to defect-free nanofibers with a diameter of less than 200 nm. inclusion of silicone rubber nanoparticles of 1% resulted in finer nanofibers with a diameter of about 123 nm. this was attributed to enhanced elasticity of the solution with addition of elastomeric nanoparticles. adding silicone rubber nanoparticles increased the cold crystallization temperature and decreased the crystallinity of polylactic acid. toughness of nanofibers considerably increased in the presence of silicone rubber nanoparticles without sacrificing modulus and strength, indicating high capability of nsr as an impact modifier.