«پلییورتانهای ترموپلاستیک با قابلیت حفظ شکل »
•تولید پلییورتانهای نوین با پاسخ سریع به محرکهای حرارتی :
برای نخستینبار، پلییورتانهای حافظهدار از ترکیب پلیالهای زیستپایه، دیفنیلمتان دیایزوسیانات و بوتاندیال ساخته شدند. پلیالهای مورد استفاده در این پژوهش از نوع پلیاسترهای زیستپایه بوده که از اسید ۹-هیدروکسینونانوئیک مشتق شدهاند. این ماده از طریق اوزونولیز اسیدهای چرب موجود در روغن سویا و روغن کرچک بهدست میآید.
•ویژگیهای منحصربهفرد پلییورتانهای حافظه:
بررسیهای جامع بر روی خواص حرارتی، مکانیکی و دیالکتریک این پلیمرها نشان میدهد که تبلور سریع بخشهای نرم، ویژگیهای استثنایی به آنها میبخشد. از جمله این ویژگیها میتوان به (قابلیت تنظیم دمای انتقال، کشسانی بالا و استحکام مکانیکی مطلوب) اشاره کرد. این خصوصیات، پلییورتانهای حافظهدار را به گزینهای ایدهآل برای کاربردهای هوشمند تبدیل میکند.
•مزایای پلیمرهای حافظهدار نسبت به آلیاژهای سنتی :
پلیمرهای هوشمند (SMP) در مقایسه با آلیاژهای حافظهدار معمولی، برتریهای قابلتوجهی دارند، از جمله:
– قابلیت تغییر شکل بیشتر
– فرآیندپذیری آسانتر
– پتانسیل زیستتخریبپذیری و سازگاری با محیط زیست
•مکانیسم عملکرد پلیمرهای حافظهدار:
اثر حافظهی شکل در این مواد معمولاً با تغییر دما فعال میشود. :
۱. گرم کردن: پلیمر حرارت دیده و به شکل مارپیچ تغییر شکل میدهد.
۲. سرد کردن: با کاهش دما، شکل مارپیچی تثبیت میشود.
۳. گرم کردن مجدد: با گرم شدن دوباره، ماده به شکل اولیه خود بازمیگردد.
•ساختار مولکولی و تأثیر آن بر خواص ماده:
پلییورتانها از بخشهای نرم و سخت تشکیل شدهاند که هرکدام نقش متفاوتی در تعیین ویژگیهای فیزیکی ماده ایفا میکنند:
– بخش نرم: جرم مولکولی (Mw) و نوع آن، دمای ذوب و میزان تغییر شکل را کنترل میکند.
– بخش سخت: بهعنوان اتصالدهندههای فیزیکی عمل کرده و دمای پردازش را مشخص مینماید.
•کاربردهای گسترده در فناوریهای نوین:
پلییورتانهای حافظهدار در ساخت سنسورها، محرکها و سیستمهای هوشمند کاربرد دارند. همچنین، اخیراً نمونههای ترموستی با قابلیت تنظیم مجدد تولید شدهاند که چگالی اتصالات عرضی در آنها بهصورت کنترلشده تغییر میکند. این پیشرفت، مرز بین تعاریف سنتی پلیمرهای ترموپلاستیک و ترموست را کمرنگ کرده است.
•نقش مواد زیستپایه در توسعه پلیمرهای سبز :
استفاده از پلیهیدروکسینونانوئیک اسید (PHNA) بهعنوان بخش نرم، امکان تولید پلییورتانهای تجدیدپذیر و زیستسازگار را فراهم میکند. این ماده مستقیماً از روغنهای گیاهی استخراج شده و به پلیمرها قابلیت تغییر شکل سریع و بازیابی کارآمد میبخشد.
•چالشها و فرصتهای پژوهشی:
اگرچه مورفولوژی میکروسکوپی این مواد تأثیر چشمگیری بر خواص مکانیکی آنها دارد، اما این موضوع کمتر در پژوهشها مورد بررسی قرار گرفته است. توسعه مدلهای جدید میتواند به درک بهتر رفتار این مواد و بهینهسازی عملکرد آنها در سیستمهای مختلف کمک کند.
