Формування та дослідження пʼєзоелектричних композитів на основі біодеградабельного PLA-L з додаванням наносфер ZnO
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Метою роботи є дослідження оптимальних умов формування тонких плівок і композитів на їх основі для отримання певних механічних, теплофізичних та електричних властивостей з огляду на їх потенційне застосування як імплантів для регенерації хрящової тканини. Досліджено вплив різних методів формування і обробки полімерних зразків розмірами 50 × 100 × 0,1 мм з ненаповненого полімеру PLA-L та композитних зразків на основі порошку PLA-L (<400 мкм) з об’ємним вмістом нанонаповнювача ZnO (<100 нм): 0,1 %; 0,2 %; 0,5 %; 1,0 %; 2,0 % та 5,0 %. Для дослідження властивостей сформованих зразків використані наступні методи: механічне одноосне розтягування, термогравіметричний аналіз, диференціальна сканувальна калориметрія, термомеханічний аналіз, сканувальна електронна мікроскопія, рентгеноструктурний аналіз та квазістатичний метод дослідження п’єзоефекту. За результатами дослідження:
1. Підтверджено можливість формування тонких плівок методом гарячого пресування. Встановлено та досліджено значний вплив параметрів пресування на основні механічні, теплофізичні, структурні та п’єзоелектричні параметри досліджуваних зразків на основі чистого полімеру.
2. Вперше проведено комплексне дослідження впливу постобробки, отриманих гарячим пресуванням ненаповнених зразків, шляхом їх відпалювання за певних температур при атмосферному або додатковому тиску. Показано значний плив відпалювання на кристалічну структуру полімеру.
3. Значний вплив нанонаповнювача ZnO на досліджувані параметри композитів. Кожен з параметрів продемонстрував нелінійну залежність зі збільшенням обʼємного вмісту нанонаповнювача з яскраво вираженими критичними концентраціями: додавання 1 об% наповнювача збільшило пʼєзоелектричний коефіцієнт d33 в 21 раз порівняно з ненаповненим зразком, отриманим за тих же умов.
4. Враховуючи практичну складову дослідження, проаналізовано та систематизовано отримані результати на предмет використання запропонованих матеріалів в якості імплантів для регенерації хрящових тканин.
Опис
Ключові слова
PLA-L, ZnO, полімерні композити, впорядкована структура, п’єзоелектричний коефіцієнт d33, polymer composites, ordered structure, piezoelectric coefficient d33
Бібліографічний опис
Соколюк, Д. Р. Формування та дослідження пʼєзоелектричних композитів на основі біодеградабельного PLA-L з додаванням наносфер ZnO : магістерська дис. : 105 Прикладна фізика та наноматеріали / Соколюк Денис Ростиславович. - Київ, 2025. - 114 с.