PCL ja PU sekoitteen käyttö muistipolymeereissä

Abstract

Työssä käsitellään polyuretaanin ja Poly(ε-kaprolaktoonin) sekoitteen käyttöä muistipolymeereissä. Muistipolymeeri on polymeeri, jota voidaan erilaisten ärsykkeiden, kuten valon, lämmön, pH:n ja sähkö- ja magneettikenttien, avulla muotoilla uuteen väliaikaiseen muotoon. Muistipolymeeri kuitenkin muistaa alkuperäisen muotonsa ja ärsykkeen uudelleen käyttämisen avulla se saadaan palaamaan takaisin alkuperäiseen muotoonsa. Muistipolymeerien yleisimmät käyttökohteet ovat tekstiili- ja lentoteollisuus, sekä lääketiede. Näitä käyttökohteita varten muistipolymeerien ominaisuuksia tarvitsee testata ja tutkia. Yleisimmät tutkimus ja testaus tavat ovat taivutuskoe, vetokoe ja kutistumisen testaus. Lisäksi on tärkeää erotella eri muistipolymeerien ominaisuudet ja käyttää kuhunkin sovelluskohteeseen tarvittavia ominaisuuksia omaavat polymeerit. Muistipolymeereissä käytettävät polymeerit voidaan jakaa kahteen eri kategoriaan, kemiallisesti ristisilloittuviin ja fysikaalisesti ristisilloittuviin muistipolymeereihin. Kemiallisesti ristisilloittuviin muistipolymeereihin kuuluvat nestemäiset osakiteiset rakenteet ja hydrogeelit. Fysikaalisesti ristisilloittuviin muistipolymeereihin kuuluvat lohkosekapolymeerit, termoplastiset uretaanit, muistipolymeeri sekoitukset ja muistipolymeeri komposiitit.

PU/PCL sekoitteessa polyuretaani (PU) muodostaa yleensä pehmeän osan, eli antaa kappaleelle muistiominaisuudet, ja Poly(ε-kaprolaktooni) kappaleen kovan osan, eli antaa kappaleelle alkuperäisen ja pysyvän muodon. Parhaat muistiominaisuudet sekoite saa välillä 25-30 % PU/PCL massasekoitteella. Kyseinen massaosuus takaa myös paremman termisen stabiiliuden, biohajoavuuden, sekoitteen sekoitettavuuden ja lujuus ominaisuudet verrattuna 50 % PU/PCL tai 70 % PU/PCL sekoitteiden massaosuuksiin.

Lääketieteessä muistipolymeerin on tärkeä olla myrkytön, mahdollisesti biohajoava, omata hyvän bioyhteesopivuuden ja steriloitavuuden. Muistipolymeerin hydrofiiliset (vettä sitovat) ja hydrofobiset (vettä hylkivät) ominaisuudet ovat hyvä tiedostaa erilaisten lääketieteellisten käyttökohteiden vuoksi. PU/PCL sekoitteessa PU:n massaosuutta lisättäessä sekoitteesta tulee hydrofiilisempaa ja PCL massaosuutta lisättäessä hydrofobisempaa.