פוליקאפרולקטון CAS 24980-41-4
פוליקאפרולקטון (PCL) הוא פולימר חצי גבישי, שהוא פולימר מתכלה ביוכימית שמסונתז כימית. היחידה המבנית החוזרת שלו מעורבבת עם חמישה עמילן מתילן CH2 לא קוטבי וחומרים אחרים ליצירת חומר מתכלה לחלוטין.
| פָּרִיט | מפרט טכני | תוצאות |
| דמויות | חלקיק/גרגיר אבקה לבנה | חלקיק/גרגיר אבקה לבנה |
| צמיגות אינהרנטית | dl/g (מד ויסקוזימטר) | 0.82 ד"ל/גרם |
| MN | 60000-80000 | תואם |
| מדד ההיתוך | 22-26 גרם / 10 דקות 150 ℃ | 23 |
| נקודת התכה | 58-60 ℃ | 60 |
| משקל סגולי | 1.08-1.12 גרם/מ"ל (25 מעלות צלזיוס) | 1.12 |
| תכולת מים | ≤1.0% | 0.5% |
| מדד פולידיספסיביות | ≤1.8 | 1.8 |
| מַסְקָנָה | התוצאות תואמות את הסטנדרטים הארגוניים | |
א. תחום הדפסת תלת-ממד: חומרים מתכלים אידיאליים לדיוק גבוה והתאמה אישית
בתחום ההדפסה התלת-ממדית (ייצור תוספי), פולי-קפרולקטון PCL הפך לאחד מחומרי ההדפסה התלת-ממדית המתכלים הנפוץ ביותר בשל נקודת ההיתוך הנמוכה שלו (כ-60 מעלות צלזיוס), נוזליות ההיתוך הטובה שלו וחוזק ההדבקה הבין-שכבתי. פולימר PCL מתאים במיוחד למסלולים טכניים כגון מודלים של התכה (FDM) וסטריאוליתוגרפיה, והוא נמצא בשימוש נרחב בתרחישים הבאים:
בניית מודלים ואב טיפוס בהתאמה אישית:לפוליקפרולקטון PCL יש טמפרטורת עיוות חום מתונה, מה שמפחית את הסיכוי שהוא יתעוות או יסדק במהלך תהליך ההדפסה. הוא יכול לשכפל במדויק מבנים מורכבים (כגון אבות טיפוס של חלקים מכניים ומודלים מיניאטוריים אדריכליים), ולחלקים המודפסים יש חלקות פני שטח גבוהה, שאינה דורשת עיבוד לאחר מכן מוגזם. בינתיים, תכונת ההתכלות של פוליקפרולקטון PCL הופכת אותו למתאים לתרחישי אבות טיפוס "לשימוש חד פעמי" (כגון מודלים לבדיקת חלקי רכב), מה שמפחית בזבוז חומרים.
הדפסה תלת-ממדית ביו-רפואית כחומר בעל תאימות ביולוגית מצוינת:פוליקרפולקטון PCL בולט בהדפסה של פיגומים להנדסת רקמות. על ידי התאמת המשקל המולקולרי של החומר או שילובו עם חומרים ביו-אקטיביים כגון הידרוקסיאפטיט (HA) וקולגן, ניתן להכין פיגומים נקבוביים התואמים את דרישות הגדילה של רקמות כגון עצמות וסחוס. הפיגום יכול להתפרק בהדרגה בגוף, ולספק מרחב תמיכה לרקמות חדשות. כיום, פולימר PCL משמש במחקר הדפסה רפואית כגון תיקון עצמות וחידוש עור.
בתחומי החינוך והיצירה:נקודת ההיתוך הנמוכה של פולי-קפרולקטון PCL מאפשרת הדפסה ללא צורך בציוד בטמפרטורה גבוהה, מה שמבטיח בטיחות גבוהה. הוא מתאים כחומר מבוא להדפסה תלת-ממדית בתרחישים חינוכיים. פולי-קפרולקטון PCL משמש ליצירת מודלים להוראה (כגון מודלים של איברים אנושיים ומודלים של מבנה מולקולרי כימי). בינתיים, תכונתו של עיוות איטי בטמפרטורת החדר תומכת גם בתחום העיצוב היצירתי ביצירת מתקני אמנות או אביזרי צעצוע עם צורות מתכווננות.
II. תחום אריזות מזון חד פעמיות: ערבויות כפולות להידרדרות ירוקה והגנה על בטיחות
בתחום אריזות המזון החד-פעמיות, פולי-קפרולקטון PCL הפך לחלופה חשובה לפלסטיק מסורתי שאינו מתכלה ביולוגית (כגון פוליאתילן ופוליפרופילן) הודות להתכלות הביולוגית המלאה שלו, תכונות המגן הטובות שלו ובטיחותו במגע עם מזון, מה שעוזר לפתור את בעיית "הזיהום הלבן". צורות היישום העיקריות שלו כוללות
סרט/שקית אריזת מזון מתכלה:ניתן לערבב ולשנות PCL עם חומרים פולימריים טבעיים כגון עמילן וחומצה פולילקטית (PLA) כדי לשפר את הגמישות והעמידות למים של החומרים, וליצור ממנו סרטים או שקיות שימור לאריזת מזון טרי (כגון פירות וירקות) ומזון מבושל - ניתן להשתמש בסוג זה של אריזה בסביבות טבעיות (כגון אדמה ותנאי קומפוסטציה). פוליקפרולקטון PCL יכול להתפרק בהדרגה לפחמן דו-חמצני ומים תוך 6 עד 12 חודשים מבלי להשאיר זיהום שיורי. בינתיים, לפולימר PCL יציבות כימית מצוינת והוא אינו מגיב עם שמנים או חומרים חומציים במזון, ועומד בתקני הבטיחות לחומרים הבאים במגע עם מזון (כגון אישור ה-FDA).
מיכלי אוכל חד פעמיים וכלי אוכל:באמצעות תהליכי הזרקה או כבישה חמה, ניתן לערבב פולי-קפרולקטון PCL עם סיבים צמחיים (כגון סיבי קש, סיבי במבוק) כדי לייצר קופסאות אוכל חד פעמיות, צלחות, סכינים, מזלגות ומוצרים אחרים. מוצר מסוג זה לא רק בעל יכולת נשיאת עומס ועמידות בחום מצוינים (מסוגל לעמוד בטמפרטורות מזון חם של 60-80 מעלות צלזיוס), אלא שניתן גם לפרק את פולימר PCL באמצעות קומפוסטציה לאחר השימוש, ובכך למנוע את זיהום הסביבה לטווח ארוך הנגרם על ידי כלי שולחן מפלסטיק מסורתיים. הוא מתאים במיוחד לתרחישי אריזה חד פעמיים בתדירות גבוהה כמו טייק אווי ומזון מהיר.
ג. תחום חומרי יריעות רפואיות: חומרי ליבה לביו-תאימות ואדפטציה תפקודית
בתחום הלוחות הרפואיים, פולי-קפרולקטון (PCL) הפך לחומר גלם מרכזי לייצור לוחות תיקון רפואיים ולוחות מגן בזכות בטיחותו הביולוגית המעולה, קצב הפירוק הניתן לשליטה ותכונותיו המכניות. הוראות היישום העיקריות שלו כוללות:
לוחות תיקון רפואיים:בתחומים כמו אורתופדיה ורפואת שיניים, פולי-קפרולקטון PCL יכול לשפר את חוזקו המכני באמצעות שינוי (כגון שילוב הידרוקסיאפטיט וטריקלציום פוספט), וליצור ממנו לוחות לתיקון פגמי עצם וללוחות לשחזור עצם אלוואולרית. לאחר השתלתו בגוף האדם, לוח מסוג זה יכול לא רק לספק תמיכה מיידית לעצמות פגועות, אלא גם להתפרק בהדרגה יחד עם התחדשות העצמות של הגוף עצמו, תוך הימנעות מהסיכון של ניתוח משני להסרה. בינתיים, הביו-תאימות של פולי-קפרולקטון PCL יכולה להפחית דחייה חיסונית לאחר ההשתלה, לקדם הידבקות תאים ואינטגרציה של רקמות, והוא יושם קלינית בניתוחי תיקון עצם זעיר פולשניים.
לוחות הגנה ובידוד רפואיים:ל-PCL תכונות מצוינות של יצירת שכבה וחיסום וניתן לייצר ממנו לוחות בידוד רפואיים (כגון לוחות הגנה על קירות חדרי ניתוח ושכבות בידוד משטחים למכשירים רפואיים). סוג זה של לוח לא רק מונע ביעילות חדירת חיידקים ווירוסים, אלא גם בעל גמישות מסוימת ועמידות בפני חיטוי. הוא יכול לעמוד בניגוב חוזר ונשנה עם חומרי חיטוי המכילים אלכוהול וכלור, והוא מתכלה לאחר הסילוק, מה שמפחית את הלחץ של טיפול בפסולת רפואית. בנוסף, ניתן לשלב PCL מפוליקפרולקטון גם עם חומרים אנטיבקטריאליים (כגון יוני כסף) כדי לשפר עוד יותר את הביצועים האנטיבקטריאליים ארוכי הטווח של לוחות המגן, מה שהופך אותו מתאים לתרחישים עם דרישות גבוהות במיוחד לניקיון סביבתי, כגון מחלקות למחלות זיהומיות וטיפול נמרץ.
ד. שדות אחרים: שדות הרחבה פונקציונליים
בנוסף לתחומי הליבה שהוזכרו לעיל, לפוליקפרולקטון PCL תפקיד גם במספר תרחישים:
ציפויים ודבקים:פולי-קפרולקטון PCL, כמרכיב מרכזי ליצירת שכבות בציפויים על בסיס מים או ממס, יכול לשפר את הגמישות, עמידות בפני פגיעות ועמידות בפני מזג אוויר של הציפוי - לדוגמה, כאשר משתמשים בו בציפוי הדופן החיצונית של צינורות מתכת, הוא יכול להפחית את הסדיקה של הציפוי הנגרמת כתוצאה מהתכווצות הצינורות עקב שינויי טמפרטורה. פולי-קפרולקטון PCL משמש כציפוי פני שטח לצעצועי פלסטיק, מה שהופך את הציפוי לעמיד יותר בפני שחיקה ופחות נוטה להתקלף. יתר על כן, מכיוון ש-PCL עצמו אינו רעיל, הוא יכול לעמוד בתקני הבטיחות לצעצועי ילדים. בנוסף, הוספת פולימר PCL לציפויי עץ יכולה גם לשפר את עיבוד הצבע של גרגירי העץ ולשפר את המרקם של המראה.
חומרים חקלאיים:פוליקרפולקטון PCL מיוצר לסרטים חקלאיים מתכלים, המשמשים לגידול שתילים, אחסון מים ודשנים. לאחר הפירוק, ניתן להפוך אותם לחומר אורגני בקרקע, תוך הימנעות מזיהום קרקע הנגרם על ידי סרטים שיוריים. לחלופין, ניתן להפוך אותם לנשא דשן בשחרור איטי כדי לשלוט בקצב שחרור החומרים המזינים, ופולימר PCL יכול לשפר את קצב ניצול הדשן. תכונת "הפירוק הנשלט" של PCL עונה בצורה מושלמת על הדרישות החקלאיות ל"פונקציונליות" ו"ידידותיות לסביבה", ומשמש בעיקר לפתרון בעיות זיהום של חומרים חקלאיים מסורתיים.
משנה חומר מרוכב:פוליקפרולקטון PCL מעורבב עם פוליאולפינים, פוליאסטר וחומרים אחרים כדי לשפר את גמישותם וחוזקם לפגיעות, מה שהופך אותו מתאים לתרחישים עם דרישות גבוהות לביצועי חומרים, כגון חלקי פנים רכב וקונכיות מכשירי חשמל ביתיים.
שינוי סיבים/בדים:פולי-קפרולקטון PCL משמש לציפוי או השתלת סיבי פוליאסטר וכותנה כדי לשפר את גמישותם, עמידותם בפני שחיקה ותכונותיהם נגד קמטים. לדוגמה, הוספת ציפוי PCL לבדי ספורט יכולה להפוך את הבדים לגמישים יותר ופחות נוטים לעיוות. השתלת PCL בסיבים של גזה רפואית יכולה לשפר את ספיגת הלחות ושימורה, לשפר את הידבקותה לעור ולהפחית את אי הנוחות הנגרמת מחיכוך בפצעים.
1. מסגרת של נושאת תרופה בשחרור מבוקר, מדיה לתרבית תאים ורקמות
2. תפר כירורגי פלסטיק מתכלה לחלוטין
3. יציקת פילמנט סרט בעל חוזק גבוה
4. משנה תכונות השפעה בטמפרטורה נמוכה ומייעל פלסטיק
5. חומרי דוגמנות רפואיים, חומרי דוגמנות תעשייתיים ואמנותיים, צעצועים, צבעי מאכל אורגניים, דבקי דיו להעתקה חמה, דבקי התכה חמה.
פולימר מתכלה ביולוגית, לא רעיל, מתכלה ביולוגית בקרקע, ערבוב מעולה, תאימות מכנית עם פולימרים רבים וצמיגות טובה למטריצות רבות. עזרי שיחול, חומרי סיכה לתבנית, חומרי שחרור, עזרי פיזור פיגמנט ומילוי, וקטעי פוליאסטר בפוליאוריתן ובגוש פוליאסטר.
25 ק"ג/תוף, 9 טון/20' מיכל
25 ק"ג/שקית, 20 טון/20' מיכל
