بررسی اثرات افزودن هم زمان آلفا توکوفرول (ویتامین E) و کربن نانوتیوب های چند دیواره عامل دار (MWCNT) بر خواص مکانیکی و زیست سازگاری ماتریس پلیمری پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMWPE) باهدف کاربرد در تعویض مفاصل

پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE) به علت خواص فیزیکی و شیمیایی فوق العاده، طی سه دهه ی اخیر به عنوان ماده انتخابی در پروتزهای تعویض مفاصل استفاده شده است. بااین وجود، سایش و اکسیداسیون این پلیمر در درازمدت منجر به استئولیز (تخریب استخوان) و محدودکردن طول عمر این پروتز می شود. یکی از روش های موثر جهت جلوگیری از اکسیداسیون، استفاده از α-توکوفرول در ماتریس UHMWPE است. اما حضور این افزودنی به تنهایی باعث بهبود عملکرد مکانیکی UHMWPE نمی شود. از طرف دیگر استفاده از نانوتیوب های کربنی چند دیواره (MWCNTs) به دلیل خواص استثنایی مانند مدول الاستیک و نسبت سطح به حجم بالا،نشان داده شده است که می توانند موجب بهبود خواص مکانیکی شوند. با این وجود پیدا کردن مقادیر بهینه استفاده از MWCNTs و ویتامین E به صورت همزمان جهت بهبود خواص مکانیکی این پلیمر بسیار حیاتی و مهم است.

در این پژوهش جهت بررسی و مقایسه تاثیر نانوتیوب های کربنی بر خواص کامپوزیت UHMWPE حاوی ویتامین E، دو کامپوزیت، یکی حاوی 0.2 درصد وزنی ویتامین E و دیگری حاوی 0.25 درصد وزنی ویتامین E به همراه 0.5 درصد وزنی MWCNT تولید شدند.

نتیجه و بحث: 

طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) افزایش پیک های مشخصه ی کامپوزیت PE-E/CNT را نسبت به کامپوزیت PE-E گزارش داد. گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) افزایش حدود 7 درصدی بلورینگی را در کامپوزیت PE-E/CNT گزارش داد. آنالیز حرارتی مکانیکی دینامیکی (DMTA) نیز بهبود خواص الاستیک را در کامپوزیت PE-E/CNT نسبت به کامپوزیت حاوی ویتامین E نشان داد.