Skip to main content
SUPERVISOR
Fatallah Karimzadeh,Rahmatollah Emadi
فتح اله کريم زاده (استاد مشاور) رحمت اله عمادي (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.
چکيده در سال هاي اخير استفاده از نانو کامپوزيت هاي زمينه پليمري جهت تعمير نواقص و آسيب هاي موجود در بافت استخوان و همچنين توسعه مواد کاشتني استخواني مورد توجه قرار گرفته اند. اين در حالي است که به تازگي مشخص شده است که استخوان خود يک نانو کامپوزيت با زمينه پليمري از نوع کلاژن و هيدروکسي آپاتيت به صورت تقويت کننده مي باشد. به همين دليل نانو کامپوزيت کلاژن و هيدروکسي آپاتيت شبيه ترين نانو کامپوزيت به استخوان مي باشد. اما به دليل محدوديت منابع و روش هاي توليد کلاژن و همين طور نقص اين کامپوزيت در تحمل بارهاي کششي زياد و همين طور اثبات زيست فعالي فورستريت به عنوان يک نانو سراميک زيست سازگار و اينکه خواص مکانيکي آن بهتر از نانو هيدروکسي آپاتيت مي باشد، نانو کامپوزيت پلي اتيلن- فورستريت را به عنوان يک محصول جايگزين کامپوزيت کلاژن و هيدروکسي آپاتيت مطرح کرده است. اين در حالي است که پلي اتيلن يک پليمر با دسترسي بسيار بالا مي باشد. هدف از انجام اين پژوهش، تهيه و مشخصه يابي نانو کامپوزيت پلي اتيلن- فورستريت بود. مواد اوليه مورد استفاده در اين پژوهش، تالک، کربنات منيزيم و پلي اتيلن(UHMWPE) بود. ابتدا پودر تالک و کربنات منيزيم جهت توليد فورستريت به نسبت مولي مشخص با يکديگر مخلوط و آسياکاري شد وسپس به مدت زمان 10 دقيقه در دماي 1000 درجه سانتي گراد حرارت داده شد. سپس فورستريت تهيه شده با اين روش تحت آزمون هاي (XRD)، به منظور بررسي ساختار فازي، (SEM)، به منظور بررسي مورفولوژي و توزيع ذرات و آزمون زيست فعالي، در طول چهار هفته در محلول (SBF) به منظور سنجش زيست فعالي، قرار گرفت. سپس فورستريت توليد شده به اين روش، با استفاده از آسياب مکانيکي با پودر پلي اتيلن مخلوط شده و سپس با دو روش پرس و اکستروژن تبديل به کامپوزيت با چهار درصد حجمي فورستريت گرديد. کامپوزيت هاي تهيه شده با اين دو روش سپس تحت آزمون (XRD) جهت بررسي ساختار فازي و تأييد حضور فازهاي مطلوب قرار گرفت. به منظور بررسي مورفولوژي و توزيع ذرات فورستريت در زمينه پلي اتيلن از آزمون (SEM) استفاده گرديد. به منظور سنجش زيست فعالي نانو کامپوزيت هاي تهيه شده به مدت 28 روز در محلول شبيه سازي شده بدن (SBF) مورد آزمون زيست فعالي قرار گرفت. کامپوزيت ها، پس از آزمون زيست فعالي دوباره تحت آزمون هاي (XRD) جهت بررسي و تعيين فازهاي حاصل از انجام آزمون زيست فعالي و آزمون (SEM) و آناليز عنصري (EDX) به منظور بررسي مورفولوژي محصولات آزمون زيست فعالي قرار گرفت. نانوکامپوزيت هاي پلي اتيلن- فورستريت توليد شده با استفاده از اکستروژن، همچنين تحت آزمون کشش به منظور بررسي خواص مکانيکي کششي آن ها و همچنين مقايسه آن ها با خواص مکانيکي کششي استخوان و نانو کامپوزيت هاي مشابه با زمينه پلي اتيلن قرار گرفت. نتايج حاکي از تشکيل کريستاليت هاي فورستريت با ابعاد 30 نانو متر پس از 10 ساعت آلياژسازي مکانيکي و سپس حرارت در 1000 درجه سانتي گراد به مدت 10 دقيقه بود. همچنين نتايج حاکي از حضور کريستاليت هاي فورستريت با اندازه 30 نانومتر و با توزيع نسبتا مناسب در زمينه پلي اتيلن بود. نتايج حاصل از آزمون زيست ف.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی