Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Karevan,Seyed Mohsen Safavi,Mahmoud Farzin
مهدی کاروان (استاد راهنما) سید محسن صفوی (استاد مشاور) محمود فرزین (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shahriyar Saeidi
شهریار سعیدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Processing and Characterization of Polycaprolacton (PCL) - Based Shape Memory Polymers Fabricated by the Melt Rolling Mixing
Today, polymers and polymeric composites have been significantly employed in various industries due to their capability in modification of their properties and low-cost processing. Shape-memory polymers are considered as rather novel generation of polymers to be used in smart and specialty parts in such a way that this class of materials due to their inherent material properties or structural-mechanical mechanisms, will return to their original shape when initially deformed upon receiving an external actuation. However, one main challenge in shape-memory polymer research and the necessity of applied studies and product oriented research is the existence of limited body of research concerning the geometry and processing of shape-memory polymer and polymeric composite specimens close to those in final shape and targeted performance and eventual functionality. This challenge is more serious when functional evaluation of specimens fabricated by methods such as thermoforming, composite lamination or thin film polymer sheets in special applications including medical parts is required in that processing of polymeric alloys and composites of various formulations are required to their wide and intensive assessment. Therefore, the presence of a laboratory scale melt mixing roller as the main processing technique for the processing of thin polymer and composite sheets is to an extent without which the fabrication of a wide range of polymeric films is not feasible. In this project, thin shape-memory polymeric sheets were prepared and characterized using the designed and fabricated melt roller mixer having selected materials. The fabricated sheets measuring 0.5 to 3 mm thick were fabricated using the roller and the fixation and recovery ratio as well as the shape-memory elastic energy of the samples were investigated. The results showed that the thickness, roughness and geometry of fabricated sheets were uniform and acceptable yet depending on the processing window used in their fabrication. The results further revealed that the Polycaprolacton ،Thermoplasticpolyurethane ،Polylacticacid specimens exhibited 95% and 68%--fixity and recovery ration, respectively that were proportional to the shape-memory elastic stored energy analyzed through the blocked forced method. Keywords: Thermoforming, Shape-memory polymers, Roller, Shape-memory Composite, Composite -Laminate
امروزه در صنایع مختلف، پلیمر و کامپوزیت‌های پلیمری به دلیل قابلیت شگرف در تغییر خواص و فرآوری کم‌هزینه، به‌طور چشمگیر مورداستفاده قرارگرفته‌اند. پلیمرهای حافظه‌دار یکی از مواد نو در این زمینه هستند که در تولید قطعات تخصصی و هوشمند کاربرد داشته بطوریکه بدلیل ماهیت جنس این مواد و یا مکانیزم های مکانیکی-ساختاری این مواد، با دریافت تحریک خارجی پس از تغییر فرم می توانند به شکل اولیه خود برگردند. بااین‌وجود یک چالش جدی در تحقیقات و ضرورت تحقیقات کاربردی و محصول محور تحقیقات ناچیز در خصوص نمونه های ساخته شده از نظر هندسه و فرآیند ساخت نزدیک به کارآیی و شکل نهایی مورد نظر و نزدیک به عملکرد واقعی پلیمر ویاکامپوزیت‌های پلیمری حافظه دار است. این چالش در انجام آزمایش‌های عملکردی نمونه ها که از طریق ترموفورمینگ، ساخت کامپوزیت‌های لمینیت و ساخت ورق‌های نازک پلیمری در مصارف خاص خود مانند قطعات پزشکی باید تهیه شوند جدی تر بوده چرا که در مقیاس آزمایشگاهی تهیه ورق های آلیاژهای مختلف پلیمری و یا کامپوزیتی با فرمولاسیون مختلف بمنظور بررسی متمرکز و گسترده آنها مورد نیاز است. ازاین‌رو اهمیت دستگاه مذاب غلتکی آزمایشگاهی به عنوان فرآیند اصلی تهیه ورق های پلیمری و کامپوزیتی نازک تا حدی است که نمی‌توان ساخت بسیاری از نمونه های ورقی نازک پلیمری را بدون آن‌ تصورکرد. در این پروژه، به انتخاب مواد و تهیه ورق‌های پلیمری نازک حافظه دار و خواص حافظه داری آنها پرداخته شده که توسط دستگاه مذاب غلتکی طراحی و ساخته شده در این پروژه تهیه شده اند. نمونه های ورق‌های پلیمری به ضخامت 5/0 تا 3 میلیمتر توسط دستگاه مذاب غلتکی ساخته شده و آزمون های حافظه‌داری بر روی ورق‌های تولید شده بمنظور بررسی خواص درصد تثبیت و بازیابی و انرژی حافظه داری انجام شد. نتایج نشان داد که ورق های تهیه شده از این دستگاه دارای ضخامت و هندسه یکنواخت و صافی سطح قابل قبول بستگی به پنجره فرآیند انتخابی داشته و نمونه ها از جنس پلی کاپرولاکتون، پلی اورتان ترموپلاست و پلی لاکتیک اسید دارای میزان درصد بازگشت%95 درصد و درصد تثبیت %68 بوده که با میزان انرژی حافظه داری آنها که از روش نیروی مقید بدست آمده متناسب است. کلمات کلیدی: پلیمرهای حافظه دار،ترموفورمینگ [1] ، دستگاه های غلتکی [2] ، کامپوزیت های حافظه دار [3] ، کامپوزیت های لمینیت [4] [1] Termoforming [2] Roller [3] SMP Composit [4] Laminat

ارتقاء امنیت وب با وف بومی