چاپ سه بعدی الاستومرهای سیلیکونی و پلی یورتان برای کاربرد های پزشکی 🩺

مواد الاستومری – سیلیکون و پلی یورتان:

الاستومرها پلیمرهای ویسکوالاستیک با زنجیره بلند اما با دانسیته اتصال عرضی کم هستند. نیروهای بین مولکولی، بین رشته‌های زنجیره بلند پلیمری ضعیف بوده و به همین دلیل زمانی که تحت بار قرار می‌گیرند دچار ازدیاد طول شده و پس از برداشتن بار، شکل خود را بازیابی می‌کنند. الاستومرها را می‌توان بر اساس نوع اتصال متقابل طبقه‌بندی کرد: اتصالات فیزیکی (همچنین به عنوان الاستومرهای ترموپلاستیک شناخته می‌شود) یا اتصالات شیمیایی (همچنین به عنوان الاستومرهای ترموست شناخته می‌شوند). الاستومرها با اتصالات شیمیایی مانند سیلیکون زنجیره های پلیمری انعطاف پذیر خود را با پیوندهای کووالانسی به هم متصل می کنند. از سوی دیگر، الاستومرهای با اتصالات فیزیکی به طور خاص در مورد پلی یورتان توسط نیروهای دوقطبی در کنار هم نگه داشته می شوند. این شکل از الاستومر ترموپلاستیک شامل دو ریزفاز مجزا است: بخش‌های سخت شیشه‌ای یا کریستالی که استحکام مکانیکی را ارائه داده و بخش‌های آمورف که انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کنند. الاستومرهای ترموست در طول تولید خود از طریق یک واکنش اتصال عرضی برگشت ناپذیر تولید شده و پس از تشکیل نمی‌توانند دوباره قالب‌گیری شوند. از سوی دیگر، الاستومرهای ترموپلاستیک (TPEs ) دارای پیوندهای متقاطع برگشت پذیر حرارتی بوده، که آن ها را قادر می سازد خواص الاستیک الاستومرهای سنتی را با ویژگی های پردازش و بازیافت ترموپلاستیک ها ترکیب کنند. TPEها را می توان بدون تجربه تخریب شیمیایی اصلاح کرد و از این رو برای کاربردهایی که نیاز به تغییر شکل یا قالب گیری مجدد است، مطلوب هستند. الاستومرها را می توان با خواص مکانیکی مختلفی از جمله استحکام کششی، سختی، مقاومت برشی و چقرمگی مشخص کرد. منحنی تنش-کرنش مبنایی را برای درک برخی از این ویژگی ها فراهم می کند. شکل ۱ رفتار کرنش کلی مواد پلیمری مختلف را تحت بار کششی نشان می دهد. شیب منحنی در ناحیه الاستیک مدول الاستیسیته یانگ بوده که سختی ماده را توصیف می کند. شیب منحنی برای الاستومر کمترین بوده که نشان می دهد که در بین این سه منحنی انعطاف پذیرترین است. پلیمر شکننده در حین تغییر شکل الاستیک می شکند. پلاستیک ابتدا به صورت ارتجاعی تغییر شکل داده، سپس تسلیم می شود و تحت تغییر شکل پلاستیکی قرار می گیرد. از سوی دیگر، الاستومر دارای خاصیت ارتجاعی بیش از حد بوده، زیرا کاملاً الاستیک رفتار می کند و دارای کرنش های قابل بازیابی بزرگ تحت تنش کم است. این امر به الاستومرها اجازه می دهد تا مقادیر کرنشی تا ۵۰۰۰% داشته باشند، که به این معنی است که آن ها می توانند تا ۵۰ برابر طول اولیه خود قبل از شکست کشیده شوند. روش دیگر برای مشخص کردن الاستومر با اندازه گیری مقدار shore سختی است که مقاومت ماده در برابر فرورفتگی یا تغییر شکل تحت یک بار مشخص است. اکثر الاستومرها در مقیاس Shore 00 و Shore A هستند. عدد آن در محدوده ۰ تا ۱۰۰ بوده که عدد بالاتر نشان دهنده فرورفتگی کمتر است. رابطه بین سختی Shore A (s) و مدول یانگ (E ) توسط Gent (1958) به دست آمد که معادله زیر است: