Κατασκευή και μελέτη της επίδρασης της απορρόφησης φυσιολογικού ορού στη βισκοελαστική συμπεριφορά σύνθετου υλικού εποξικής ρητίνης ενισχυμένης με ύφασμα ινών λιναριού

• Κύριος συγγραφέας: Κόλλια, Αλεξάνδρα
• Άλλοι συγγραφείς: Παπανικολάου, Γεώργιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2017
• Θέματα: Βισκοελαστικότητα; Απορρόφηση; Χαλάρωση; Λινάρι; Μοντελοποίηση; Viscoelasticity; Absorption; Relaxation; Flax; Modelling; 620.118 32

Τα τελευταία χρόνια, γίνονται εκτενείς έρευνες για την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών και καινοτόμων προϊόντων, περισσότερο φιλικών προς το περιβάλλον και τον άνθρωπο. Οι σημαντικές αυτές προσπάθειες επικεντρώνονται στην εξεύρεση λύσεων για μερική ή συνολική αντικατάσταση των παραδοσιακών συνθέτων υλικών, από φυσικά υλικά. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, έγινε κατασκευή σύνθετου υλικού εποξικής ρητίνης, ενισχυμένης με τέσσερις στρώσεις υφάσματος ινών από λινάρι. Υπάρχουν μελέτες στην διεθνή βιβλιογραφία, για τις ίνες λιναριού ως μέσο ενίσχυσης, που αφορούν στις ειδικές μηχανικές του ιδιότητες, από τις οποίες μπορούν να βγουν πολύ θετικά συμπεράσματα για το υλικό αυτό. Με κατάλληλη επεξεργασία, οι ίνες λιναριού είναι ικανές να αντικαταστήσουν τις ίνες γυαλιού, ειδικά όταν ο σκοπός είναι η κατασκευή ενός υλικού χαμηλής πυκνότητας. Η μέθοδος κατασκευής του σύνθετου υλικού, ήταν η έγχυση ρητίνης εν κενώ (resin vacuum infusion), η οποία είναι μια εξελιγμένη τεχνική που χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή υψηλής απόδοσης, χωρίς ατέλειες, συνθέτων υλικών. Τα σύνθετα πολυμερικά υλικά υπόκεινται σε καταπονήσεις κατά την λειτουργία τους, ενώ παράλληλα επηρεάζονται και από τις συνθήκες περιβάλλοντος, όπως την θερμοκρασία και την υγρασία. Για τον λόγο αυτό, στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η διερεύνηση της υποβάθμισης της στατικής και βισκοελαστικής συμπεριφοράς του σύνθετου υλικού εποξικής ρητίνης/υφάσματος λιναριού, που προορίζεται για βιοιατρικές εφαρμογές, μετά από την απορρόφηση φυσιολογικού ορού. Η πειραματική διαδικασία που ακολουθήθηκε ήταν η εξής: Αρχικά, τα δοκίμια τοποθετήθηκαν σε γυάλινο δοχείο γεμάτο με φυσιολογικό ορό, το οποίο εν συνεχεία τοποθετήθηκε σε ειδικό λουτρό με απιονισμένο νερό, του οποίου η θερμοκρασία είχε ρυθμιστεί στους 37οC, με σκοπό την απορρόφηση ορού. Τα δοκίμια παρέμειναν στο λουτρό για πέντε διαφορετικούς χρόνους εμβάπτισης (8, 24, 48, 120, 190 ώρες). Στη συνέχεια, αφού μετρήθηκαν τα ποσοστά απορρόφησης ορού των δοκιμίων, μελετήθηκε η βισκοελαστική συμπεριφορά τους σε χαλάρωση τάσης σε εφελκυσμό και η επίδραση του χρόνου εμβάπτισης καθώς και του ποσοστού απορρόφησης, σε αυτήν. Επίσης, πραγματοποιήθηκαν πειράματα εφελκυσμού και μελετήθηκε η επίδραση της απορρόφησης του ορού στις ιδιότητες της στατικής συμπεριφοράς του σύνθετου υλικού. Στη συνέχεια, τα πειραματικά αποτελέσματα της χαλάρωσης τάσης προβλέφθηκαν κάνοντας χρήση του μοντέλου πρόβλεψης Residual Property Model (RPM) το οποίο αναπτύχθηκε από τον Καθηγητή κ. Παπανικολάου και εφαρμόσθηκε με επιτυχία κατά το παρελθόν σε μία σειρά υλικών τα οποία προηγουμένως είχαν υποστεί διάφορους τύπους καταπονήσεων. Απεδείχθη ότι η χρήση του παραπάνω μοντέλου, κάνοντας χρήση δύο μόλις πειραματικών σημείων, ήταν στις περισσότερες των περιπτώσεων ικανοποιητική. Επιπλέον, η σύγκριση του συνόλου των πειραματικών και θεωρητικών αποτελεσμάτων αποτέλεσε τη βάση για την εξαγωγή χρήσιμων παρατηρήσεων και συμπερασμάτων, που ήταν απαραίτητα για την κατανόηση της βισκοελαστικής απόκρισης του σύνθετου υλικού.