سنتز و بررسي خواص نانوكامپوزيت پلي متيل متاكريلات-هيدروكسي آپاتيت و پلي متيل متاكريلات-نانولوله هاي كربني

Synthesis and characterization of polymethyl methacrylate -hydroxyapatite and polymethyl methacrylate - multi-walled carbon nanotubes nanocomposites

امروزه رزين هاي پلي متيل متاكريلات (PMMA)، يكي از اصلي ترين و متداول ترين پليمرهاي مورد استفاده در ساخت لثه مصنوعي مي باشد. در استفاده طولاني مدت از رزين هاي اكريليك افت خواص مكانيكي ناشي از تنش هاي خمشي پي در پي مشاهده مي گردد. با افزودن نانوذرات به عنوان پركننده در ماتريس پليمري مي توان خواص مكانيكي PMMA را بهبود بخشيد، اما همچنان نياز به بهبود اتصال بين پركننده و ماتريس وجود دارد. در اين پژوهش تاثير اصلاح سطحي نانو ذرات هيدروكسي آپاتيت و نانو لوله هاي كربني چند جداره بر بهبود اتصال بين پركننده و ماتريس پليمري مورد بررسي قرار گرفت. ابتدا پودر هيدروكسي آپاتيت به روش سل ژل سنتز شد و سپس نانو ذرات هيدروكسي آپاتيت و نانولوله‌هاي كربني توسط عامل تري اتوكسي وينيل سيلان(VTES) اصلاح شدند. به منظور بررسي خواص هيدروكسي آپاتيت سنتز شده و پودرهاي اصلاح شده از آناليز هاي حرارتي همزمان (STA)، آناليز پراش اشعه ايكس XRD، طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه FTIR و ميكروسكوپ الكترون روبشي نشر ميدان FESEM استفاده شد. اصلاح سطح مناسب نانو ذرات هيدروكسي آپاتيت و نانو لوله هاي كربني توسط آناليزهاي XRDو FTIR تاييد شد. از طرفي با توجه به نتايج آناليز TGAو DSC انجام شده بر نانوكامپوزيت ها مشخص شد كه بر همكنش نانو ذرات اصلاح شده و زنجيره‌هاي پليمر به خوبي صورت گرفته است. انتظار مي رود نانوكامپوزيت تهيه شده باعث بهبود خواص مكانيكي ماتريس پليمري گردد.

Nowadays, Polymethyl methacrylate (PMMA) is a commonly used materials for prosthetic dental applications, including the fabrication of artificial teeth and denture bases. A decrease in mechanical properties due to consecutive flexural stresses is observed in the long-term use of acrylic resins. Adding nanoparticles as fillers to the polymer matrix can improve the mechanical properties of PMMA. However, the bond between the filler and the matrix still needs improvement. This study investigated the effect of surface modification of hydroxyapatite nanoparticles and multi-walled carbon nanotubes on strengthening the bond between the filler and the polymer matrix. Hydroxyapatite powder was first synthesized by the sol-gel method, and then hydroxyapatite nanoparticles and carbon nanotubes were modified by Vinyltriethoxysilane (VTES). Simultaneous thermal analysis (STA), X-Ray diffraction analysis (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and field emission scanning electron microscopy (FESEM) were used to evaluate the properties of synthesized hydroxyapatite and modified powders. XRD and FTIR analysis confirmed appropriate surface modification of hydroxyapatite nanoparticles and carbon nanotubes. On the other hand, according to the results of TGA and DSC analysis performed on nanocomposites, it was found that the interaction of modified nanoparticles and polymer chains was well done. The prepared nanocomposite is expected to improve the mechanical properties of the polymer matrix.