Tính chất nhiệt và tính năng ghi nhớ hình dạng của phim phối hợp PCL với các loại polymer PVC và PMMA

Iranian Polymer Journal - Tập 30 - Trang 633-641 - 2021
Mustafa Ersin Pekdemir1, Ecem Öner2, Mediha Kök2, Ibrahim Nazem Qader2,3
1Faculty of Science, Department of Chemistry, Fırat University, Elazig, Turkey
2Faculty of Science, Department of Physics, Firat University, Elazig, Turkey
3Department of Physics, University of Raparin, College of Science, Sulaymaneyah, Iraq

Tóm tắt

Polime ghi nhớ hình dạng đã thu hút sự chú ý rộng rãi nhờ vào các đặc tính của chúng và nhiều ứng dụng phong phú. Trong nghiên cứu này, hành vi ghi nhớ hình dạng và các đặc điểm của poly(ε-caprolactone) (PCL) pha trộn với poly(vinyl clorua) (PVC) và poly(methylmethacrylate) (PMMA) với các tỷ lệ khác nhau đã được điều tra. Một số đặc điểm của các polime pha trộn, chẳng hạn như phổ hồng ngoại phản xạ toàn phần yếu (ATR), nhiệt phân tích quang (DSC), phân tích trọng lượng nhiệt (TGA), kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi quang học (OM) đã được thực hiện. Cả nhiệt độ nóng chảy (Tm) và nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg) đều bị ảnh hưởng bởi các polime phối trộn. Tm đã giảm từ 57 °C xuống còn 51 và 49 °C khi thêm 30% và 50% PVC vào PCL, tương ứng; ngoài ra, việc thêm 50% PMMA vào PCL đã giảm Tm của PCL xuống còn 55 °C. Kết quả TGA cho thấy nhiệt độ mà khối lượng của các polime pha trộn bắt đầu mất mát nhanh chóng phụ thuộc vào tỷ lệ của các thành phần. Kết quả cho thấy rằng PCL có cấu trúc tinh thể, trong khi PVC và PMMA có cấu trúc vô định hình. Việc phục hồi hình dạng không được phát hiện trong PCL:PMMA (1:1) vì polymer PMMA không hòa tan trong PCL, do đó, nó ngăn cản tính đồng nhất của hỗn hợp. Bên cạnh đó, một thử nghiệm phục hồi ghi nhớ hình dạng đã được thực hiện cho PCL:PVC (7:3), trong đó hỗn hợp cho thấy phục hồi biến dạng xuất sắc.

Từ khóa

#polime ghi nhớ hình dạng #poly(ε-caprolactone) #poly(vinyl clorua) #poly(methylmethacrylate) #tính chất nhiệt #phân tích trọng lượng nhiệt

Tài liệu tham khảo

Liu W, Zhang R, Huang M, Dong X, Xu W, Ray N, Zhu J (2016) Design and structural study of a triple-shape memory PCL/PVC blend. Polymer 104:115–122

Sokolowski W, Metcalfe A, Hayashi S, Yahia LH, Raymond J (2007) Medical applications of shape memory polymers. Biomed Mater 2:S23

Liu Y, Van Humbeeck J, Stalmans R, Delaey L (1997) Some aspects of the properties of NiTi shape memory alloy. J Alloys Compd 247:115–121

Jankauskaitė V, Laukaitienė A, Mickus KV (2008) Shape memory properties of poly (ε-caprolactone) based thermoplastic polyurethane secondary blends. Strain 2:26

Li J, Xie T (2010) Significant impact of thermo-mechanical conditions on polymer triple-shape memory effect. Macromolecules 44:175–180

Li W, Liu Y, Leng J (2016) Triple-shape memory effect of polystyrene based polymer blends. In: Proceedings of the 20th international conference on composite materials (ICCM20), pp 4411-4414

Hu J, Zhu Y, Huang H, Lu J (2012) Recent advances in shape–memory polymers: structure, mechanism, functionality, modeling and applications. Prog Polym Sci 37:1720–1763

Jenkins A, Kratochvíl P, Stepto R, Suter U (1996) Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC recommendations 1996). Pure Appl Chem 68:2287–2311

Khan I, Mansha M, Jafar Mazumder MA (2018) Polymer Blends. Polym Polym Compos 2018:1–38

Kia HG, Verbrugge MW, Xie T, Rousseau IA (2016) Shape memory polymer containing composite materials. United States patent US 9(406):971

Langer RS, Lendlein A (2002) Shape memory polymers. Google Patents

Haruna H, Pekdemir ME, Tukur A, Coşkun M (2020) Characterization, thermal and electrical properties of aminated PVC/oxidized MWCNT composites doped with nanographite. J Therm Anal Calorim 139:3887–3895

Chastain SR, Kundu AK, Dhar S, Calvert JW, Putnam AJ (2006) Adhesion of mesenchymal stem cells to polymer scaffolds occurs via distinct ECM ligands and controls their osteogenic differentiation. J Biomed Mater Res A 78:73–85

Xie J, Marijnissen JC, Wang CH (2006) Microparticles developed by electrohydrodynamic atomization for the local delivery of anticancer drug to treat C6 glioma in vitro. Biomaterials 27:3321–3332

Yu WJ, Lin CC (2001) Comparison of protein loaded poly (ε-caprolactone) microparticles prepared by the hot-melt technique. J Microencapsul 18:585–592

Campos Ad, Franchetti SMM (2005) Biotreatment effects in films and blends of PVC/PCL previously treated with heat. Braz Arch Biol Technol 48:235–243

Reignier J, Huneault MA (2006) Preparation of interconnected poly (ε-caprolactone) porous scaffolds by a combination of polymer and salt particulate leaching. Polymer 47:4703–4717

Mareau VH, Prud’Homme RE (2003) Growth rates and morphologies of miscible PCL/PVC blend thin and thick films. Macromolecules 36:675–684

Jeong HM, Song JH, Lee SY, Kim BK (2001) Miscibility and shape memory property of poly (vinyl chloride)/thermoplastic polyurethane blends. J Mater Sci 36:5457–5463

Rabani G, Luftmann H, Kraft A (2006) Synthesis and characterization of two shape-memory polymers containing short aramid hard segments and poly (ε-caprolactone) soft segments. Polymer 47:4251–4260

Chen T, Kusy R (1997) Effect of methacrylic acid: methyl methacrylate monomer ratios on polymerization rates and properties of polymethyl methacrylates. J Biomed Mater Res 36:190–199

Abdelrazek E, Hezma A, El-Khodary A, Elzayat A (2016) Spectroscopic studies and thermal properties of PCL/PMMA biopolymer blend. Egypt J Basic Appl Sci 3:10–15

Ma W, Zhang J, Wang X, Wang S (2007) Effect of PMMA on crystallization behavior and hydrophilicity of poly (vinylidene fluoride)/poly (methyl methacrylate) blend prepared in semi-dilute solutions. ApSS 253:8377–8388

Si H, Sato T, Tominaga Y, Asai S, Sumita M (2006) The effect of high-pressure carbon dioxide treatment on the crystallization behavior and mechanical properties of poly (l-lactic acid)/poly (methyl methacrylate) blends. Polymer 47:3954–3960

Agari Y, Anan Y, Nomura R, Kawasaki Y (2007) Estimation of the compositional gradient in a PVC/PMMA graded blend prepared by the dissolution–diffusion method. Polymer 48:1139–1147

Aouachria K, Belhaneche-Bensemra N (2006) Miscibility of PVC/PMMA blends by vicat softening temperature, viscometry, DSC and FTIR analysis. Polym Test 25:1101–1108

Zhou C, Si QB, Ao YH, Tan ZY, Sun SL, Zhang MY, Zhang HX (2007) Effect of matrix composition on the fracture behavior of rubber-modified PMMA/PVC blends. Polym Bull 58:979–988

Al-Mulla A, Shaban HI (2007) Degradation kinetics of poly (ethylene terephthalate) and poly (methyl methacrylate) blends. Polym Bull 58:893–902

Kailas L, Bertrand P (2006) End group effect on surface and interfacial segregation in PS-PMMA blend thin films. ApSS 252:6648–6651

Jin X, Zhang S, Runt J (2004) Broadband dielectric investigation of amorphous poly (methyl methacrylate)/poly (ethylene oxide) blends. Macromolecules 37:8110–8115

Yılmaz S, Coşkun M (2017) Thermal and electrical behaviors of acid functionalized MWCNT/ABC-type triblock copolymer grafted-MWCNT nanocomposites. J Macromol Sci A 54:791–795

Lipik VT, Abadie MJ (2010) Process optimization of poly (ε-caprolactone) synthesis by ring opening polymerization. Iran Polym J 19:885–893

Balke TS (1972) The free radical polymerization of methyl methacrylate to high conversions. Doctoral Dissertation, Open Access Dissertations and Theses Community

Pekdemir ME (2020) Poli (Vinil klorür)/Fe3o4 manyetik nanopartikül kompozitlerinin sentezi, termal ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 20:802–809

Pekdemi̇r M, Coşkun M (2020) Manyetik Fe3O4 nanopartiküllerinin siyanurik klorür yoluyla poli (ε-kaprolakton)’ a bağlanmasi, termal ve manyetik özelliklerinin incelenmesi. J Inst Sci Technol 10:2730–2739

David G, Turin-Moleavin I, Ursu LE, Peptanariu D, Ailincai D (2018) Multilayer biopolymer/poly (ε-caprolactone)/polycation nanoparticles. Iran Polym J 27:517–526

Ahmadi M, Behzad T, Bagheri R (2017) Reinforcement effect of poly (methyl methacrylate)-g-cellulose nanofibers on LDPE/thermoplastic starch composites: preparation and characterization. Iran Polym J 26:733–742

Kok M, Demirelli K, Aydogdu Y (2008) Thermophysical properties of blend of poly (vinyl chloride) with poly (isobornyl acrylate). Int J Sci Technol 3:37–42

Meng H, Li G (2013) A review of stimuli-responsive shape memory polymer composites. Polymer 54:2199–2221

Mather PT, Luo X, Rousseau IA (2009) Shape memory polymer research. Annu Rev Mater Res 39:445–471

Zhang H, Wang H, Zhong W, Du Q (2009) A novel type of shape memory polymer blend and the shape memory mechanism. Polymer 50:1596–1601

Hayashi S, Fujimura H (1991) Shape memory polymer foam. Google Patents

Balu R, Kumar T, Ramalingam M, Ramakrishna S (2011) Electrospun polycaprolactone/poly (1, 4-butylene adipate-co-polycaprolactam) blends: potential biodegradable scaffold for bone tissue regeneration. J Biomater Tissue Eng 1:30–39

Thomas S, Grohens Y, Jyotishkumar P (2014) Characterization of polymer blends: miscibility, morphology and interfaces. John Wiley & Sons, New York

Kong Y, Ma Y, Lei L, Wang X, Wang H (2017) Crystallization of poly (ε-caprolactone) in poly (vinylidene fluoride)/poly (ε-caprolactone) blend. Polymers 9:42

Ajami Henriquez D, Rodríguez M, Sabino M, Castillo RV, Müller AJ, Boschetti de Fierro A, Abetz C, Abetz V, Dubois P (2008) Evaluation of cell affinity on poly (L-lactide) and poly (ε-caprolactone) blends and on PLLA-b-PCL diblock copolymer surfaces. J Biomed Mater Res A 87:405–417

Santos J Jr, Pita V, Melo P, Nele M, Pinto J (2013) Effect of process variables on the preparation of artificial bone cements. Braz J Chem Eng 30:865–876

Dixit M, Mathur V, Gupta S, Baboo M, Sharma K, Saxena N (2009) Investigation of miscibility and mechanical properties of PMMA/PVC blends. J Optoelectron Adv Mater Rapid Commun 3:1099–1105

Wu BM, Borland SW, Giordano RA, Cima LG, Sachs EM, Cima MJ (1996) Solid free-form fabrication of drug delivery devices. J Controlled Release 40:77–87

Thông tin
Thông tin xuất bản

Iranian Polymer Journal

Tập 30

633-641

Thông tin tác giả