پلی کاپرولاکتون یا به اختصار PCL، یک پلیمر زیست سازگار، قابل جذب زیستی و دارای خواص مکانیکی است که به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود در طیف گسترده ای از صنایع به ویژه در صنعت پزشکی کاربرد دارد. PCL در مقابل سایر پلاستیک های مصنوعی مثل پلی اتیلن و پلی پروپیلن چگالی کمتری دارد و این خاصیت باعث شده تا سبک تر و راحت تر از سایر پلاستیک ها عمل کند و در کاربرد های جدی تر و گسترده ای استفاده شود.
پلی کاپرولاکتون (PCL) چیست؟
پلی کاپرولاکتون (Polycaprolactone)، یک نوع پلی استر زیست تخریب پذیر با فرمول شیمیایی (C6H10O2) که نقطه ذوب پایین تقریبا ۶۰ درجه سانتیگراد دارد. ساختار پلی کاپرولاکتون تشکیل شده از مونومرهای کاپرولاکتون است که با پیوند استری به همدیگر متصل شده اند.
PCL ساختار نیمه کریستالی دارند، به این منظور که دارای ساختاری است که یک طرف آن کریستالی و طرفی دیگر آمورف قرار می گیرد. نواحی کریستالی محکم و مقاوم چیده شده، در حالی که نواحی بی شکل دارای ساختار تصادفی است.
معرفی پلیمر PCL
PCL یک پلیمر مصنوعی زیست سازگار و زیست تخریب پذیر است که دارای خواص شیمیایی، مکانیکی، فیزیکی و حرارتی است. پلی کاپرولاکتون به طور گسترده در کاربرد های مختلف زیست پزشکی و غیر پزشکی استفاده می شود و می توان این پلیمر را با سایر پلیمر ها ترکیب کرد تا به جهت تولید کوپلیمرهایی با خواص شیمیایی و فیزیکی متفاوت و آسیب پذیر دست یافت.
سنتز PCL یا پلی کاپرولاکتون
PCL با استفاده از پلیمریزاسیون حلقه باز مونومر سنتز می شود و این یک پلیمر نیمه کریستالی سه مرحله سنتز دارد که پس از اتمام این مراحل پلی کاپرولاکتون آماده استفاده در صنایع مختلف پزشکی و بسته بندی و غیره می شود. این سه مرحله اصلی عبارتند از:
۱. تهیه مونومر
برای تهیه پلی کاپرولاکتون، مونومر آن را تهیه کرده که به عنوان واحد سازنده اصلی PCL استفاده می شود.
۲. پلیمریزاسیون حلقوی
در این مرحله مونومر PCL با یک کاتالیزور اسیدی به گروه هیدروکسیل تبدیل می شود. سپس این گروه با گروه هیدروکسیل دیگر در مولکول کاپرولاکتون ترکیب می شود و واکنش می دهد و زنجیره پلیمری PCL را تولید می کند.
۳. تصفیه و جداسازی
در مرحله آخر، پلیمر ایجاد شده از محلول تصفیه و جداسازی می شود تا از آلودگی و فضولات پاکسازی شود
📚 بیشتر بخوانید…
معرفی کامل پلی استر
مزایای پلی کاپرولاکتون
PCL دارای چندین مزیت به عنوان یک سیستم دارورسانی است. پلی کاپرولاکتون را می توان به اشکال مختلف تبدیل کرد مانند نانوذرات و میسل ها که برای محافظت دارویی مناسب هستند. از دیگر مزیت های این پلیمر میتوان به گزینه های زیر اشاره کرد:
مقاومت:
پلی کاپرولاکتون به موجب انعطاف پذیری بالایی که دارد مقاومت بالایی در برابر روغن، آب، حلال ها و کلر ها برای پلی یورتان ایجاد می کند. این ویژگی باعث شده تا در تولید قطعات مکانیکی و ساخت قطعات محکم مورد استفاده قرار بگیرد.
سازگاری:
PCL با مواد دیگر سازگاری دارند، می توان آن را با نشاسته ترکیب کرد تا به کاهش هزینه و تخریب محیط زیست کمک کند یا از آن به عنوان نرم کننده پلی وینیل کلراید (PVC) استفاده کرد. این خاصیت زیست سازگاری باعث شده تا در داروها و کرم ها استفاده شود زیرا خاصیت ضد آلرژیک در بدن انسان دارد.
قالب پذیری:
پلی کاپرولاکتون در مدل سازی و قالب گیری کاربرد گسترده ای دارد و برای تولید قطعات پلاستیکی به خصوص در صنایع پزشکی، خودروسازی و بسته بندی مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده به صورت ترکیبی برای سیستم های نمونه سازی سریع مانند چاپ سه بعدی عمل می کند.
برخی دیگر از مزایا و معایب این ماده در جدول زیر قابل مشاهده است.
مزایا | معایب | زیست سازگاری بالا | چسبندگی به سلولهای ضعیف |
|---|---|
خواص الکتروریسی عالی | نقطه ذوب پایین |
قابلیت ترکیب با سایر پلیمر ها | تولید پیچیده و قیمت نسبتا گران |
📚 بیشتر بخوانید…
پلی ال چیست ؟
کاربرد پلی کاپرولاکتون PCL
پلی کاپرولاکتون (PCL) یک پلیمر چند منظوره است که در صنایع مختلف اعم از تولیدات لوله، تجهیزات مکانیکی، بسته بندی و پوشش ها به کار می رود. این ماده دارای ویژگی های منحصر به فرد است که این خاصیت باعث شده در برخی کاربرد های عادی و گسترده به کار رود.
کاربرد صنعتی:
PCL به عنوان یک پلیمر پروپلاستیک در کاربرد های مختلفی که نیاز به مقاومت بالا در برابر ضربه دارند، مناسب است. پلی کاپرولاکتون به عنوان یک ماده افزودنی برای پلاستیک هایی مثل پلی اتیلن و پلی استایرن استفاده می شود و مقاومت در برابر ضربه و خراش را در پلاستیک بهبود می بخشد.
بسته بندی:
پلی کاپرولاکتون به عنوان یک ماده بیوگرا دبل و بیومتریکس در برای بسته بندی محصولات، مواد غذایی و نوشیدنی استفاده می شود. خاصیت مقاومت این پرو پلاستیک در برابر اکسیژن و آب باعث جلوگیری از فاسد شدن مواد غذایی می شود.
تجهیزات ورزشی:
PCL در تولید تجهیزات ورزشی مانند راکت تنیس، چوب گلف و توپ ها استفاده می شود. انعطاف پذیری و شکل پذیری این ماده باعث شده تا از کیفیت و مقاومت بالایی برخوردار شود.
کاربرد پلی کاپرولاکتون در پزشکی
پلی کاپرولاکتون یک پلی استر ترموپلاستیک است که به جهت سرعت تخریب طولانی در داخل بدن و وابسته به وزن مولکولی در دستگاه های دارورسانی و بخیه کاربرد گسترده ای دارد.
بخیه جراحی:
پلی کاپرولاکتون در بخیه های خود جذب کاربرد دارند و جایگزین بخیه سنتی مثل پلی استر شده اند. بخیه خود جذب PCL زمان طولانی برای جذب می برد و درد بیمار را کاهش می دهد.
پیوند استخوان:
PCL برای بازسازی دوباره بافت استخوان آسیب دیده پیوندی ایجاد می کند که این پیوند برای درمان شکستگی استخوان، التهاب مفصل و سایر آسیب های بافت استخوانی مفید است. PCL به عنوان یک ماده انعطاف پذیر، فرم دهی خوبی برای ساخت بافت جدید دارد.
سیستم دارورسانی:
پلی کاپرولاکتون به عنوان یک سیستم دارورسان برای کنترل سرعت و محل انتشار دارو در بدن عمل می کند. این سیستم دارورسانی در درمان سرطان ها و دیابت بسیار کمک کننده است.
فیلر صورت:
فیلر های PCL دارای استحکام و مقاومت بالایی برای حفظ شکل و نگهداری بافت خود هستند و با این حال،حالت و شکل نرمی دارند تا با تزریق حس طبیعی ایجاد کنند. این ویژگی ها باعث شده تا در درمان چین و چروک های عمیق و خطوط صورت خوب عمل کنند.
ساخت تجهیزات پزشکی:
پلی کاپرولاکتون به دلیل خواص دارو پذیر خود، برای تجهیزات پزشکی همچون فیزیوتراپی و تجهیزات تقویت عضلات و غیره استفاده می شود؛ همچنین این پلیمر در ساخت تجهیزات تنفسی مانند لوله های تنفسی و ماسک ها کاربرد دارد.
📚 بیشتر بخوانید…
کاربرد پلیمر در پزشکی چیست؟
قیمت پلی کاپرولاکتون
PCL یک پلیمر صنعتی است که تنها ۶۰ درجه سانتیگراد نقطه ذوب دارد به این معنی که در این حرارت می توان به آن شکل داد و زمانی که سفت شود مانند نایلون می شود. هر یک کیلوگرم این پلیمر از ۱۵ دلار به بالا قیمت گذاری شده برای اطلاعات بیشتر برای خرید این محصول می توانید به سایت (alibaba.com) مراجعه کنید.
سوالات متداول
پلی کاپرولاکتون یک پلیمر زیست سازگار و تجزیه پذیر است که از حلقه های کاپرولاکتون ساخته شده است.
پلی کاپرولاکتون با فرمول شیمیایی (C6H10O2) که ساختار آن تشکیل شده از مونومرهای کاپرولاکتون است که با پیوند استری به همدیگر متصل شده اند.
پلی کاپرولاکتون PCL در صنعت بسته بندی، پزشکی و تجهیزات ورزشی کاربرد گسترده ای دارد.
سازگاری با محیط زیست، تجزیه پذیری، قابلیت ترکیب با سایر پلیمر ها و خواص الکتریسیته عالی از مزایای کلیدی پلی کاپرولاکتون هستند.
چسبندگی به سلول های ضعیف، نقطه ذوب پایین، تولید پیچیده و قیمت نسبتا گران از معایب پلی کاپرولاکتون ها هستند.
پلی کاپرولاکتون در سیستم دارورسانی، ساخت تجهیزات پزشکی، فیلر صورت، بخیه جراحی و پیوند استخوان کاربرد فراوان دارد.
پلی کاپرولاکتون در سه مرحله تهیه مونومر، پلیمریزاسیون حلقوی و تصویه و جداسازی سنتز می شود که پس از اتمام این مراحل پلی کاپرولاکتون آماده استفاده در صنایع پزشکی و بسته بندی و غیره می شود.
بله، پلی کاپرولاکتون PCL قابل بازیافت است، اما فرآیند بازیافت آن نسبت به سایر پلاتسکی ها پیچیده تر است.
بله، پلی کاپرولاکتون در محیط های آبی و در دما و رطوبت مناسب تجزیه پذیر است که معمولا به صورت هیدرولیز انجام می شود.
مقاومت بالا، سازگاری با مواد دیگر و قالب پذیری از ویژگی های مهم پلی کاپرولاکتون ها است.
پلی کاپرولاکتون PCL می تواند با پلیمر های پلی لاکتیک اسید (PLA)، پلی اتیلن گلیکول (PEG)، پلی استر ها و پلی اورتان ها ترکیب شود و خاصیت مکانیکی و حرارتی بهتری را ارائه دهد.
خیر، پلی کاپرولاکتون در دمای بالا پایدار نیست و ممکن است در دمای بالاتر از ۶۰ درجه سانتیگراد تغییر شکل فیزیکی دهد.
