Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Rahmatollah Emadi
فتح اله کریم زاده (استاد مشاور) رحمت اله عمادی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mehran Jaberzadeh
مهران جابرزاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Synthesis and Characterization of Forsterite- Polyethylene Nanocomposite
) In recent years, the use of polymer matrix nano composites to repair of bone defects and implant development is increasing; This is while the natural bone is detected as a nano composite with polymer matrix made by collagen and hydroxyapatite as reinforcements. Although, collagen- hydroxyapatite nano composite is the most similar nano composite to the bone, limitation of sources and methods providing collagen, and low strength of this nano composite limite its usage. Showing the bioactivity and better mechanical characteristics of nano forsterite than nano hydroxyapatite, polyethylene- forsterite nano composite is discussed as a replacement of collagen- hydroxyapatite nano composite while, polyethylene is an available polymer. The objective of present research was synthesis and characterization of polyethylene- forsterite nano composite. In this study, talc, magnesium carbonate and polyethylene(UHMWPE) were used as initial materials. First, the powder of talc and magnesium carbonate was mixed with specific fraction to manufacture of forsterite. Second, the manufactured forsterite was heated in 10 minutes at 1000°c. Afterwards, the manufactured forsterite in this way, was analysed with X Ray Diffraction(XRD) in order to observe the phase structure and (SEM) in order to observe the morphology and distribution of nano forsterite and bioactivation analysis for four weeks in (SBF) solution. The synthesized forsterite was mixed with polyethylene by mechanical milling and was transformed to nano composite with foure different volumes of forsterite by two ways, extrusion and press. The manufactured nano composites with these two ways, were analysed with (XRD) in order to observe the phase structure to endorse the existence of intent phases. In order to observe the morphology of nano composite and distribution of forsterite nano crystallite in polymer matrix, (SEM) was used. In order to analyse the bioactivity of nano composites, they were put in (SBF) solution for 28 days. After bioactivation analysis, they were analysed by XRD, SEM and EDX to identify the new productions and their morphology. Also, the nano composites manufactured by extrosion, were used for tensile examaination to analyse their mechanical characteristics and compare with bone and other polyethylene matrix nanocomposites with similar applications.
در سال های اخیر استفاده از نانو کامپوزیت های زمینه پلیمری جهت تعمیر نواقص و آسیب های موجود در بافت استخوان و همچنین توسعه مواد کاشتنی استخوانی مورد توجه قرار گرفته اند. این در حالی است که به تازگی مشخص شده است که استخوان خود یک نانو کامپوزیت با زمینه پلیمری از نوع کلاژن و هیدروکسی آپاتیت به صورت تقویت کننده می باشد. به همین دلیل نانو کامپوزیت کلاژن و هیدروکسی آپاتیت شبیه ترین نانو کامپوزیت به استخوان می باشد. اما به دلیل محدودیت منابع و روش های تولید کلاژن و همین طور نقص این کامپوزیت در تحمل بارهای کششی زیاد و همین طور اثبات زیست فعالی فورستریت به عنوان یک نانو سرامیک زیست سازگار و اینکه خواص مکانیکی آن بهتر از نانو هیدروکسی آپاتیت می باشد، نانو کامپوزیت پلی اتیلن- فورستریت را به عنوان یک محصول جایگزین کامپوزیت کلاژن و هیدروکسی آپاتیت مطرح کرده است. این در حالی است که پلی اتیلن یک پلیمر با دسترسی بسیار بالا می باشد. هدف از انجام این پژوهش، تهیه و مشخصه یابی نانو کامپوزیت پلی اتیلن- فورستریت بود. مواد اولیه مورد استفاده در این پژوهش، تالک، کربنات منیزیم و پلی اتیلن(UHMWPE) بود. ابتدا پودر تالک و کربنات منیزیم جهت تولید فورستریت به نسبت مولی مشخص با یکدیگر مخلوط و آسیاکاری شد وسپس به مدت زمان 10 دقیقه در دمای 1000 درجه سانتی گراد حرارت داده شد. سپس فورستریت تهیه شده با این روش تحت آزمون های (XRD)، به منظور بررسی ساختار فازی، (SEM)، به منظور بررسی مورفولوژی و توزیع ذرات و آزمون زیست فعالی، در طول چهار هفته در محلول (SBF) به منظور سنجش زیست فعالی، قرار گرفت. سپس فورستریت تولید شده به این روش، با استفاده از آسیاب مکانیکی با پودر پلی اتیلن مخلوط شده و سپس با دو روش پرس و اکستروژن تبدیل به کامپوزیت با چهار درصد حجمی فورستریت گردید. کامپوزیت های تهیه شده با این دو روش سپس تحت آزمون (XRD) جهت بررسی ساختار فازی و تأیید حضور فازهای مطلوب قرار گرفت. به منظور بررسی مورفولوژی و توزیع ذرات فورستریت در زمینه پلی اتیلن از آزمون (SEM) استفاده گردید. به منظور سنجش زیست فعالی نانو کامپوزیت های تهیه شده به مدت 28 روز در محلول شبیه سازی شده بدن (SBF) مورد آزمون زیست فعالی قرار گرفت. کامپوزیت ها، پس از آزمون زیست فعالی دوباره تحت آزمون های (XRD) جهت بررسی و تعیین فازهای حاصل از انجام آزمون زیست فعالی و آزمون (SEM) و آنالیز عنصری (EDX) به منظور بررسی مورفولوژی محصولات آزمون زیست فعالی قرار گرفت. نانوکامپوزیت های پلی اتیلن- فورستریت تولید شده با استفاده از اکستروژن، همچنین تحت آزمون کشش به منظور بررسی خواص مکانیکی کششی آن ها و همچنین مقایسه آن ها با خواص مکانیکی کششی استخوان و نانو کامپوزیت های مشابه با زمینه پلی اتیلن قرار گرفت. نتایج حاکی از تشکیل کریستالیت های فورستریت با ابعاد 30 نانو متر پس از 10 ساعت آلیاژسازی مکانیکی و سپس حرارت در 1000 درجه سانتی گراد به مدت 10 دقیقه بود. همچنین نتایج حاکی از حضور کریستالیت های فورستریت با اندازه 30 نانومتر و با توزیع نسبتا مناسب در زمینه پلی اتیلن بود. نتایج حاصل از آزمون زیست ف.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی