کامپوزیت در بیو متریال

اگر چه استفاده از مواد فلزی پر مدول برای نگهداری و محکم ساختن استخوان های داخلی موفقیت آمیز بوده است زمینه برای توسعه مواد پلیمری غیر جاذب در این خصوص وجود دارد . یک گروه از کامپوزیت ها که تا کنون بررسی شده است کامپوزیت های بر پایه پلی استر ها یا پلی ارتو استرهای تقویت شده با الیاف آلی یا کلسیم یا کلسیم / سدیم می باشد . به عنوان مثال Poly – L - Lactide تقویت شده با الیاف پلی گلیلولید افزایش زیادی در استحکام و صلبیت نشان می دهد . مثال دیگر کامپوزیت پلی لاکتیک تقویت شده با الیاف غیر آلی کلسیم فسفات می باشد . لازم به ذکر است استفاده از این مواد هنوز در مرحله توسعه می باشد

کامپوزیت چیست؟

آشنایی با کامپوزیتدر کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است. به عنوان مثال در صنایع هوافضا، کاربردهای زیر آبی، حمل و نقل و امثال آنها، امکان استفاده از یک نوع ماده که همه خواص مورد نظر را فراهم نماید، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی و UV خوبی داشته باشند و ....

از آنجا که نمی توان ماده‌ای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چاره‌ای دیگر بود. کلید این مشکل، استفاده از کامپوزیتهاست.

کامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند. اگرچه کامپوزیتهای طبیعی، فلزی و سرامیکی نیز در این بحث می‌گنجند، ولی در اینجا ما تنها به کامپوزیتهای پلیمری می‌پردازیم.

در کامپوزیتهای پلیمری حداقل دو جزء مشاهده می‌شود:

کامپوزیت

کامپوزیتها عبارتند از ترکیبی از الیاف تقویت کننده ویک ماتریس پلیمری که می توان تصور کرد ماتریس پلیمری)مواد زمینه مانند چسبی است که تقویت کننده ها را به یکدیگر چسبانده و آنها را از آثار محیطی حفظ می کند بنابراین مواد کامپوزیتی را در دو دسته مواد زمینه و تقویت کننده ها بررسی می کنیم:

مواد زمینه کامپوزیت ها:دو وظیفه اساسی مواد زمینه انتقال بارها به تقویت کننده و حفظ تقویت کننده از آثار محیطی ناسازگار است مواد زمینه را می توان تقریبا در سه دسته پلیمرها، سرامیکها وفلزات طبقه بندی کرد

اکسترودر

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اکسترودرمعرفی:
اکسترودر ماشینی است که به آمیزه لاستیکی و پلاستیکی تجزیه شده نیرو واردساخته تا با فشار در انتهای دستگاه از میان یک قالب عبور نموده و محصولی نواری شکل با سطح مقطع خاص تولید نماید.

ویژگی پلاستیک­ها

ویژگی پلاستیک­ها:

ویژگی­های منحصر بفرد این نوع پلیمر، آن را در رده پرمصرف ترین مواد در جهان قرار داده است. این ویژگی­ها عبارتند از :
سبکی آنها نسبت به موادی چون فلزات که مصرف پلاستیک­ها را در شرایط و مکان­های مختلف امکانپذیر نموده است.
عایق بودن پلاستیک­ها در برابر الکتریسته که موجب استفاده فراوان از این پلیمر در صنایع الکتریکی و الکترونیکی مانند روکش انواع سیم­ها، کابل­ها، وسایل و ابزار الکتریکی، ساخت انواع مختلف کلید، سرپیچ ، پریز و ... شده است.
به علت شفافیت برخی از پلاستیک­ها، می توان آنها را حتی جایگزین شیشه نمود.

آشنایی با پلاستیک ها

پلاستیک ها

پلاستیک ها - مصنوعات دست ساز انسان - تقریبا در شکل و فرم و حالت های گوناگون موجود و در دسترس هستند. برای تولید اغلب اشیا و کالاهای پلاستیکی، مواد را به گونه ای که مد نظر است، بوسیله ماشین آلات، تزریق می کنند یا شکل می دهند. بنابراین مواد خام مورد نظر باید به شکل و حالتی باشند که امکان استفاده از آنها با ماشین مورد نظر وجود داشته باشد.

پلاستیک ها معمولا چنین قابلیتی دارند، بنابراین می توان آنها را به صورت گرد و پودر،‌انواع رزین ها و سیالات چسبناک (صمغ)،‌ دانه ها و ذرات ریز، فیلم و فوم، تهیه کرد. همچنین امکان دسترسی به بعضی پلاستیک ها به صورت ورقه، میله، لوله یا دیگر فرم های اکسترود شده برای ماشین کاری و ساخت اشیا وجود دارد.

پلی پروپیلن و کاربرد آن در طراحی صنعتی

در بحث شناسایی و کاربرد پلیمرها در طراحی صنعتی، پلاستیک پلی پروپیلن (Polypropylene) که به اختصار PP نامیده می شود، به عنوان یکی از قابل توجه ترین مواد محسوب می شود که علاوه بر کاربرد وسیع در طراحی محصول، در زمینه تولید بسته بندی نیز مورد استفاده واقع گردیده است.

پلی پروپیلن از خانواده پلاستیک های ترموپلاست یا گرمانرم است بدین مفهوم که با دریافت گرما، نرم تر می شود؛ بنابراین در زمان تزریق درون قالب، لازم است که بدنه قالب توسط المنت های حرارتی گرم گردد تا مذاب، جریان یابد و سپس با عبور سیال خنک کننده در بدنه قالب، بدنه تزریق شده، سخت گردد و در نهایت از قالب جدا گردد. این پلاستیک، به صورت معمول، توانایی تحمل حرارت تا 110 درجه سانتیگراد را دارا می باشد.

از جمله شاخصه هایی که به شناسایی این پلیمر در بین سایر نمونه ها کمک می نماید، عدم خراش پذیری سطح آن با ناخن و نیز مقاومت آن در برابر خرد شدن است، هر چند در اثر وارد شدن نیروی بیش از حد تحمل خمش، سفیدک می زند.

الیاف کربن تکنولوژی جدید کامپوزیت ها . . .

الیاف کربن نسل جدیدی از الیاف پر استحکام است . این مواد از پرولیز کنترل شده گونه هایی از الیاف مناسب تهیه می شود ؛ به صورتی که بعد از پرولیز حداقل 90 درصد کربن باقی بماند . الیاف کربن نخستین بار درسال 1879 میلادی زمانی که توماس ادیسون از این ماده به عنوان رشته پرمقاومت در ایجاد روشنایی الکتریکی استفاده کرد ، پای به عرصه علم و فن آوری گذاشت . با این حال درآغاز دهه 1960 بود که تولید موفق تجاری الیاف کربن ، با اهداف نظامی و به ویژه برای کابرد در هواپیمای جنگی ، آغاز شد .  دردهه های اخیر ، الیاف کربن در موارد غیر نظامی بسیاری ، همچون هواپیماهای مسافربری و باربری ، خودروسازی ، ساخت قطعات صنعتی ، صنایع پزشکی ، صنایع تفریحی – ورزشی و بسیاری موارد دیگر کاربردهای روزافزونی یافته است .