جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Polylactic acid » در نشریات گروه « مهندسی شیمی، نفت و پلیمر »
تکرار جستجوی کلیدواژه « Polylactic acid » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »-
فرضیه :
روش ساخت رشته ذوبی به دلیل مزایای آن، از جمله سادگی استفاده، مقرون به صرفه بودن و دسترس پذیری، پرکاربردترین روش تولید افزودنی است. خواص مکانیکی پلی (لاکتیک اسید) چاپ شده با روش ساخت رشته ذوبی را می توان با ترکیب آن ها با نانومواد نظیر نانورس و بهینه سازی پارامترهای فرایندی چاپ مانند دمای چاپ و زاویه رستر، به طور شایان توجهی بهبود بخشید.
روش هابرای بررسی و بهینه سازی چندهدفی فرایند چاپ سه بعدی نمونه های نانوکامپوزیتی پلی (لاکتیک اسید) تقویت شده با نانوذرات رس از روش سطح پاسخ به عنوان یکی از روش های طراحی آزمایش ها، استفاده شد. دمای افشانک (190، 210 و 230 درجه سلسیوس)، زاویه رستر (0، 45 و °90) و مقدار نانورس (0، 2 و %4 وزنی) برای بهینه سازی پاسخ های خروجی مطالعه شدند. اختلاط ذوبی پلی (لاکتیک اسید) با نانوذرات رس با اکسترودر دو پیچی انجام شد و به کمک دانه ساز، دانه های کامپوزیتی پلی (لاکتیک اسید) دارای 2 و %4 وزنی نانورس تهیه شدند. دانه های کامپوزیتی تهیه شده وارد اکسترودر تک پیچی شده و رشته های کامپوزیتی تولید شدند.
یافته هابراساس نتایج بررسی مشارکت پارامترها بر داده های چگالی اثر متقابل درصد وزنی نانورس و دمای افشانک به ترتیب بیشترین مشارکت و زاویه رستر کمترین اثرگذاری را بر داده های چگالی داشته و برای نتایج استحکام کششی، مقدار درصد وزنی نانورس بیشترین اثرگذاری و اثر متقابل درصد وزنی نانورس و زاویه رستر کمترین اثرگذاری را در بین پارامترهای بررسی شده داشتند. همچنین نتایج مربوط به بهینه سازی چندهدفی نشان داد، بیشترین سطح درصد وزنی نانورس (%4 وزنی)، بیشترین سطح دمای افشانک (230 درجه سلیسوس) و زاویه رستر حدود °25.5، بهینه شرایط فرایندی برای دستیابی به بیشینه استحکام کششی 33.78MPa و کمینه چگالی 1.089g/cm3 است.
کلید واژگان: ساخت رشته ذوبی, پارامترهای چاپ سه بعدی, کامپوزیت پلی(لاکتیک اسید)-نانورس, خواص مکانیکی, بهینه سازی}Hypothesis:
Fused filament fabrication (FFF) method is widely used in additive manufacturing due to its benefits, such as ease of use, cost-effectiveness, and availability. The mechanical properties of polylactic acid (PLA) printed by the FFF method can be significantly improved by combining them with nanomaterials such as nanoclay and optimizing the printing process parameters such as printing temperature and raster angle.
MethodsIn order to investigate and optimize the multi-objective 3D printing process of PLA nanocomposite samples reinforced by nanoclay, the response surface method (RSM) was used as one of the methods of design of experiments. Nozzle temperature (190, 210 and 230°C), raster angle (0, 45 and 90°) and nanoclay weight percentage (0, 2 and 4% by wt) were studied to optimize output responses. Melt mixing of PLA with nanoclay particles was done using a twin-screw extruder machine and a granulator machine. The composite granules of PLA were prepared with 2 and 4% (by wt) of nanoclay. The prepared composite granules were entered into a single-screw extruder and composite filaments were produced.
FindingsThe analysis of parameter participation in the density data reveals that the weight percentage of nanoclay and the nozzle temperature exhibit the most substantial influence, while raster angle has the least impact. Conversely, when considering tensile strength results, the weight percentage of nanoclay is the dominant factor, while the interaction between the weight percentage of nanoclay and raster angle has the smallest influence among the parameters under investigation. The multi-objective optimization results revealed that the optimal process conditions to achieve maximum strength are a nanoclay weight percentage of 4% (by wt), a nozzle temperature of 230°C, and a raster angle of about 25.5°. The tensile strength of the parts produced is 33.78 MPa, and their density is at least 1.089 g/cm3.
Keywords: Fused filament fabrication (FFF), 3D printing parameters, Polylactic acid, nanoclay composite, mechanical properties, optimization} -
موضوع تحقیق
امروزه یکی از موضوعات مورد علاقه پژوهشگران استفاده از ترکیبات زیست تخریب پذیر با خواص مکانیکی و حرارتی بالاست. پلی لاکتیک اسید، پلی استری آلیفاتیک، زیست تخریب پذیر و انعطاف پذیربوده که دارای ضعف هایی همچون عبورپذیری زیاد در برابر بخار آب و گازها، دمای انتقال شیشه ای کم، پایداری گرمایی ضعیف، ترد و شکننده بودن می باشد. یکی از روش هایی که برای بهبود خواص این زیست پلیمر در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است، استفاده از پرکننده ها در مقیاس نانومتری و تولید بیونانوکامپوزیت ها می باشد. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر حضور همزمان نانوکریستال سلولز و نانونقره بر رفتار مکانیکی، حرارتی و عبورپذیری نسبت به بخار آب فیلم های بر پایه پلی لاکتیک اسید انجام گردید.
روش تحقیقفیلم های پلی لاکتیک اسید و بیونانوکامپوزیت های آن حاوی مقادیر مختلف نانوکریستال سلولز (01/0، 03/0 و 05/0 گرم) و نانونقره (01/0 گرم) با استفاده از روش قالب گیری حلال تهیه شدند. برای بهبود سازگاری و قابلیت اختلاط پذیری بیشتر نانوکریستال سلولز با پلی لاکتیک اسید، از واکنش آن با استیک انیدرید استفاده گردید. طیف سنجی FTIR، آزمون کشش، خواص حرارتی (DSC)، آزمون مهاجرت و بررسی خاصیت ضدباکتریایی برای مطالعه ویژگی های نمونه ها مورد استفاده قرار گرفت. برای ارزیابی عبورپذیری فیلم ها، میزان نفوذ پذیری نسبت به بخار آب نمونه ها نیز اندازه گیری شد.
نتایج اصلیبا افزودن نانوکریستال سلولز، دمای انتقال شیشه ای (Tg) و دمای مذاب (Tm) افزایش نشان دادند. وجود نانوکریستال سلولز موجب افزایش استحکام کششی و مدول الاستیسیته بیونانوکامپوزیت ها نسبت به پلی لاکتیک اسید خالص گردید. با افزودن نانوکریستال سلولز، عبورپذیری تا حدود 25 درصد کاهش یافت. با افزایش میزان نانوکریستال سلولز، میزان تورم و جذب آب نمونه ها به طور قابل توجهی افزایش پیدا کرد. میزان مهاجرت نمونه ها نیز پس از افزودن نانوسلولز کاهش یافت.
کلید واژگان: بیونانوکامپوزیت, نانوکریستال سلولز, نانونقره, پلی لاکتیک اسید, خاصیت ضدباکتریایی}Research subjectBiodegradable compounds with high mechanical and thermal properties are one of the intersting research topics. Polylactic acid is an aliphatic polyester with high biodegradability and flexibility. It, however, suffers from several weaknesses such as high permeability to water vapor and gases, low glass transition temperature, poor thermal stability and brittleness which can be improved by the incorporation of nano-scale fillers giving rise to bionanocomposites. The aim of this study was to investigate the effect of the simultaneous incorporation of cellulose nanocrystals and nanosilver on the mechanical, thermal and water vapor permeability behavior of polylactic acid-based films.
Research approachPolylactic acid films and their bionanocomposites containing different levels of cellulose nanocrystals (0.01, 0.03 and 0.05 g) and nanosilver (0.01 g) were prepared by solution casting method. To improve compatibility and miscibility of the polymer, cellulose nanocrystals were reacted with acetic anhydride and modified. FTIR spectroscopy, tensile test, thermal properties (DSC), migration test and antibacterial properties were used to study the properties of the samples. The water vapor permeability of the samples were also measured.
Main resultsThe addition of cellulose nanocrystals, increased the glass transition temperature (Tg) and melting point (Tm) of the samples. The presence of cellulose nanocrystals increased the tensile strength and modulus of elasticity of the bionanocomposite relative to pure polylactic acid. With the addition of cellulose nanocrystals, permeability was reduced by about 25%. As the amount of cellulose nanocrystals increased, the swelling and water absorption of the samples increased significantly. The migration rate of the samples also decreased after the addition of nanocellulose.
Keywords: Bionanocomposites, Cellulose nanocrystals, Nanosilver, Polylactic acid, Antibacterial properties} -
فرضیه :
امروزه استفاده از مخلوط پلیمرهای طبیعی و سنتزی در تولید داربست های زیستی به دلیل قابلیت دست یابی به ویژگی های مطلوب، مورد توجه پژوهشگران زیادی قرار گرفته است.
روش هادر این پژوهش، مخلوط داربست های نانولیفی پلی(لاکتیک اسید) (PLA) با نانولیفچه کیتوسان-نانوذرات روی اکسید (CS/ZnO) با سه ترکیب درصد 1:0، 1:1 و 2:1 با روش الکتروریسی تهیه شدند. همچنین، برای کاهش تعداد آزمایش ها و در نتیجه کاهش هزینه مواد مصرفی و زمان، به کمک طراحی آزمایش تاگوچی با سه عامل غلظت PLA، غلظت CS/ZnO و ترکیب درصد CS/ZnO در سه سطح متفاوت، 9 آزمایش مختلف طراحی شد. سپس، مقدار آب دوستی نمونه ها با اندازه گیری زاویه تماس و بررسی شکل شناسی داربست های تولیدی با میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) ارزیابی شد.
یافته هانتایج میکروسکوپی الکترونی پویشی نشان داد، با افزایش غلظت PLA، ساختار دانه تسبیحی، بیدمانند و دوکی نمونه ها از بین رفته و الیاف تقریبا صاف و یکنواختی به دست می آیند. طبق بررسی نتایج، با افزایش غلظت CS/ZnO از %5 به %20، قطر نانوالیاف ابتدا کاهش سپس کمی افزایش یافت. با افزایش غلظت CS/ZnO از %5 به %10 زاویه تماس کاهش یافت. همچنین، نمونه نانولیفی دارای %10 (2:1) CS/ZnO و PLA%8wt به عنوان نمونه بهینه پیشنهاد شد که به دلیل داشتن قطر کمتری(38/345nm) و ساختاری خیلی نازک و زاویه تماس کمتر (°101) به عنوان نمونه بهینه گزارش شد. سپس زاویه تماس، شکل شناسی و زبری سطح نمونه بهینه بررسی و گزارش شد. مقدار زبری سطح برای نمونه بهینه حدود 178nm بود. کشت سلول های فیبروبلاست روی نمونه بهینه نیز با موفقیت انجام شد که این نمونه رفتار زیست سازگاری مناسبی نشان داد.
کلید واژگان: الکتروریسی, نانولیفچه های کیتوسان, پلی(لاکتیک اسید), داربست زیستی, نانوذرات روی اکسید}Hypothesis:
Nowadays, the use of mixtures of natural and synthetic polymers in the production of biological scaffolds has been considered by researchers because of their ability to achieve the desired properties.
MethodsNanofibers from polylactic acid (PLA) and nanofibrillated chitosan/zinc oxide nanoparticles (CS/ZnO) with three different blend ratios of 1:1, 2:1 and 1:0 were fabricated by electrospinning method. In order to reduce the number of experiments and thus reduce the cost of materials and time, nine different experiments were performed using Taguchi test design method with three factors: PLA concentration (PLA 7, 9 and 11% by wt), CS/ZnO concentration (5, 10 and 20% by wt) and three different CS/ZnO ratios of 1:1, 2:1 and 1:0. The contact angle and morphology of the produced scaffolds were evaluated using scanning electron microscopy (SEM).
FindingsThe results of scanning electron microscopy showed that with increasing PLA concentration, the beads and spindle-like morphologies are lost and the fibers are almost smooth and uniform. The results showed that by increasing the CS/ZnO concentration from 5% to 20%, the diameter of nanofibers first decreased and then slightly increased. The contact angle of fabricated samples decreased with increasing CS/ZnO concentration from 5% to 10%. Also from the samples obtained by Taguchi method, nanofiber sample containing PLA (7%, CS/ZnO 2: 1) with CS/ZnO concentration of 10%, due to having a smaller diameter (345±30 nm), very thin structure and lower contact angle (101°) was reported as the optimal sample. The contact angle, morphology and surface roughness for the optimum sample were examined and the surface roughness for the optimal sample was about 178 nm. Cell culture studies on the optimal sample was successfully performed.
Keywords: electrospinning, chitosan nanofibrills, polylactic acid, bioscaffold, ZnO nanoparticles} -
Today, the economic consumption of biodegradable polymers is of capital importance in many applications. One of the most commonly used biopolymers is polylactic acid (PLA). The printability of the biodegradable film has not been fully investigated. This work tested the printability of polylactic acid (PLA) films and compared the print qualities to common packaging films like low density polyethylene (LDPE), corona treated LDPE, polyethylene terephthalate (PET). Solvent -based flexo ink was applied to test the printability of the films. The surface tension of films and densitometry of printed samples were evaluated. Also the inks adhesion to the substrate as an essential parameters that influence the quality of printed samples were measured. It has been found that the PLA can be successfully printed with flexographic solvent inks and could achieve similar quality to common packaging films.Keywords: Biodegradable films, Flexographic printing, Print quality, Polylactic acid}
-
فرضیه: در بین نانوساختارها، نانوالیاف و نانوذرات به دلیل داشتن سطح ویژه زیاد و زیست سازگاری عالی کارایی چشمگیری در مهندسی بافت و رهایش کنترل شده دارو دارند.روش هادر این پژوهش، تولید داربست های نانولیفی از پلی لاکتیک اسید (PLA)، ژلاتین (Gel) و گرافن (G) به منظور ارزیابی کاربرد آن ها در مهندسی بافت استخوان بررسی شده است. به کارگیری ترکیب پلیمر طبیعی ژلاتین به همراه پلیمر سنتزی PLA به استفاده هم زمان از خواص پایداری مکانیکی مناسب PLA و خواص زیستی منحصر به فرد Gel منجر شد. بارگذاری گرافن در ساختار Gel/PLA موجب تشکیل نمد نانولیفی با شباهت زیاد به بافت استخوان شد. برای تولید داربست ها از دو پلیمر نامبرده، روش الکتروریسی هیبریدی به کار گرفته شد. محلول پلیمری Gel از یک سرنگ و محلول پلیمری PLA همراه با نانوذره گرافن از سرنگ دیگر تزریق شدند.یافته هامطالعه خواص شکل شناختی داربست های تولیدشده نشان داد، افزودن گرافن به محلول PLA در ترکیب ژلاتین-پلی لاکتیک اسید (Gel/PLA)، قطر الیاف تولیدشده را به طور معنی داری کاهش داده است. و افزودن ژلاتین به ترکیب PLA و افزودن گرافن به ترکیب Gel/PLA زاویه تماس نمونه ها را کاهش داد. نانوالیاف هیبریدی G -Gel/PLA تهیه شده در مجاورت سلول های استخوان زیست سازگاری خوبی نشان دادند و هیچ سمیت سلولی مشاهده نشد. سلول های رشدیافته روی داربست ها شکل شناسی پهن و دوکی شکل نشان داده و تقریبا به طور یکنواخت کل ساختار نمد را پوشاندند. نانوالیاف نهایی تولیدشده با توجه به داشتن شکل شناسی صاف و نانولیفی، رفتار سلولی خوب و آب دوستی بیشتر می توانند انتخاب مناسبی برای استفاده در بافت استخوان باشند.کلید واژگان: ژلاتین, پلی لاکتیک اسید, گرافن, نانوالیاف هیبریدی, بافت استخوان}Hypothesis: Among nanostructures, nanofibers and nanoparticles have a tremendous efficiency in tissue engineering and controlled release of drugs due to their high specific surface area and excellent biocompatibility.MethodsThe production of nanofibrous scaffolds from polylactic acid (PLA), gelatin (Gel) and graphene (G) has been conducted in order to investigate their application in bone tissue engineering. The use of a combination of natural and synthetic polymers resulted in simultaneous use of the appropriate mechanical stability of PLA and the unique biological properties of Gel. The loading of graphene in the Gel/PLA structure caused the formation of nanofibrous mat with great resemblance to bone tissue. For the production of scaffolds from two mentioned polymers, the dual electrospinning method was applied. Gelatin solution was injected from a syringe and PLA or PLA-G solutions from another syringe.FindingsThe morphological properties of the produced scaffolds showed that the addition of graphene to PLA solution reduced the diameter of the fabricated fibers, significantly. The addition of Gel to PLA and graphene to Gel/PLA decreased the contact angle of the samples. Gel/PLA-G hybrid nanofibers revealed good biocompatibility in the presence of human osteosarcoma cells, and no trace of cellular toxicity was observed. The cells grown on the scaffolds exhibited a spindle-like and broad morphology and almost uniformly covered the entire mat structure. The fabricated nanofibers due to smooth and nanofibrous morphology, good cellular behavior and higher hydrophilicity can be a good candidate for use in bone tissue.Keywords: gelatin, polylactic acid, graphene, hybrid nanofibers, bone tissue}
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.