Polikaprolaktons CAS 24980-41-4

I. 3D drukāšanas joma: ideāli palīgmateriāli augstas precizitātes un pielāgošanas nodrošināšanai

3D drukāšanas (aditīvās ražošanas) jomā polikaprolaktona PCL ir kļuvis par vienu no galvenajiem noārdāmajiem 3D drukāšanas materiāliem, pateicoties tā zemajai kušanas temperatūrai (aptuveni 60 ℃), labai kausējuma plūstamībai un starpslāņu savienojuma stiprībai. PCL polimērs ir īpaši piemērots tādiem tehniskiem ceļiem kā kausētās nogulsnēšanas modelēšana (FDM) un stereolitogrāfija, un to plaši izmanto šādos scenārijos:

Personalizētu modeļu un prototipu izgatavošana:Polikaprolaktona PCL ir vidēja termiskās deformācijas temperatūra, kas samazina tā deformācijas vai plaisāšanas iespējamību drukas procesa laikā. Tas var precīzi atkārtot sarežģītas struktūras (piemēram, mehānisko detaļu prototipus un arhitektūras miniatūrus modeļus), un drukātajām detaļām ir augsts virsmas gludums, kam nav nepieciešama pārmērīga pēcapstrāde. Tikmēr polikaprolaktona PCL noārdāmība padara to piemērotu "vienreizējas lietošanas" prototipu scenārijiem (piemēram, automobiļu detaļu testa modeļiem), samazinot materiālu atkritumus.

Biomedicīniskā 3D drukāšana Kā materiāls ar izcilu bioloģisko saderību:Polikaprolaktona PCL izceļas audu inženierijas karkasu drukāšanā. Pielāgojot materiāla molekulmasu vai apvienojot to ar bioaktīvām vielām, piemēram, hidroksiapatītu (HA) un kolagēnu, var sagatavot porainas karkasa konstrukcijas, kas atbilst tādu audu kā kaulu un skrimšļu augšanas prasībām. Karkasu organismā var pakāpeniski noārdīt, nodrošinot atbalsta vietu jauniem audiem. Pašlaik PCL polimērs tiek izmantots medicīniskās drukāšanas pētījumos, piemēram, kaulu atjaunošanā un ādas atjaunošanā.

Izglītības un radošuma jomās:Polikaprolaktona PCL zemā kušanas temperatūra ļauj drukāt bez augstas temperatūras aprīkojuma, tādējādi nodrošinot augstu drošību. Tas ir piemērots kā ievadmateriāls 3D drukāšanai izglītības vidē. Polikaprolaktona PCL tiek izmantots mācību modeļu (piemēram, cilvēka orgānu modeļu un ķīmiskās molekulārās struktūras modeļu) izveidei. Tikmēr tā īpašība lēni deformēties istabas temperatūrā atbalsta arī radošo dizaina jomu, veidojot mākslas instalācijas vai rotaļlietu aksesuārus ar regulējamām formām.

Ii. Vienreizlietojamo pārtikas iepakojumu joma: divkāršas garantijas videi draudzīgai degradācijai un drošības aizsardzībai

Vienreizlietojamo pārtikas iepakojumu jomā polikaprolaktons PCL ir kļuvis par nozīmīgu alternatīvu tradicionālajām bioloģiski nenoārdāmajām plastmasām (piemēram, polietilēnam un polipropilēnam), pateicoties tā pilnīgai bioloģiskai noārdāmībai, labajām barjeras īpašībām un pārtikas saskares drošībai, palīdzot atrisināt "baltā piesārņojuma" problēmu. Tā galvenie pielietojuma veidi ir

Noārdāma pārtikas iepakojuma plēve/maiss:PCL var sajaukt un modificēt ar dabīgiem polimēru materiāliem, piemēram, cieti un polipienskābi (PLA), lai uzlabotu materiālu elastību un ūdensizturību, un no tā var izgatavot plēves vai konservēšanas maisiņus svaigas pārtikas (piemēram, augļu un dārzeņu) un termiski apstrādātas pārtikas iepakošanai — šāda veida iepakojumu var izmantot dabiskā vidē (piemēram, augsnē un kompostēšanas apstākļos). Polikaprolaktons PCL 6 līdz 12 mēnešu laikā var pakāpeniski sadalīties oglekļa dioksīdā un ūdenī, neatstājot nekādus atlikušos piesārņojumus. Tikmēr PCL polimēram ir lieliska ķīmiskā stabilitāte un tas nereaģē ar eļļām vai skābām vielām pārtikā, atbilstot pārtikas saskares materiālu drošības standartiem (piemēram, FDA sertifikācijai).

Vienreizlietojamie pārtikas konteineri un galda piederumi:Izmantojot iesmidzināšanas formēšanas vai karstās presēšanas procesus, polikaprolaktona PCL var sajaukt ar augu šķiedrām (piemēram, salmu šķiedrām, bambusa šķiedrām), lai ražotu vienreizējās lietošanas pusdienu kastes, šķīvjus, nažus, dakšiņas un citus produktus. Šāda veida produktam ir ne tikai lieliska nestspēja un karstumizturība (spēj izturēt karsta ēdiena temperatūru 60–80 ℃), bet PCL polimēru var arī noārdīt kompostējot pēc lietošanas, tādējādi izvairoties no ilgtermiņa vides piesārņojuma, ko rada tradicionālie plastmasas galda piederumi. Tas ir īpaši piemērots bieži lietojamiem vienreizējās lietošanas iepakojumiem, piemēram, ēdienu līdzņemšanai un ātrās ēdināšanas ēdieniem.

Iii. Medicīnisko lokšņu materiālu joma: pamatmateriāli bioloģiskajai saderībai un funkcionālai adaptācijai

Medicīnisko plākšņu jomā polikaprolaktons (PCL) ir kļuvis par galveno izejvielu medicīnisko remonta plākšņu un aizsargplākšņu ražošanā, pateicoties tā lieliskajai biodrošībai, kontrolējamam noārdīšanās ātrumam un mehāniskajām īpašībām. Tā galvenie pielietojuma virzieni ir:

Medicīniskās remonta plāksnes:Tādās jomās kā ortopēdija un zobārstniecība polikaprolaktona PCL var uzlabot savu mehānisko izturību, modificējot (piemēram, savienojot hidroksiapatītu un trikalcija fosfātu), un no tā var izgatavot kaulu defektu labošanas dēļus un alveolu kaulu rekonstrukcijas dēļus. Pēc implantēšanas cilvēka ķermenī šāda veida dēļi var ne tikai nodrošināt tūlītēju atbalstu bojātiem kauliem, bet arī pakāpeniski sadalīties līdz ar organisma kaulu atjaunošanos, izvairoties no sekundāras ķirurģiskas izņemšanas riska. Tikmēr polikaprolaktona PCL bioloģiskā saderība var samazināt imūnsistēmas atgrūšanu pēc implantācijas, veicināt šūnu adhēziju un audu integrāciju, un tas ir klīniski pielietots minimāli invazīvās kaulu atjaunošanas operācijās.

Medicīniskās aizsardzības un izolācijas plāksnes:PCL ir izcilas plēves veidošanas un barjeras īpašības, un to var izmantot medicīniskās izolācijas plātnēs (piemēram, operāciju zāļu sienu aizsargplātnēs un medicīnas ierīču virsmas izolācijas slāņos). Šāda veida plātnes ne tikai efektīvi novērš baktēriju un vīrusu iekļūšanu, bet arī tām ir zināma elastība un izturība pret dezinfekciju. Tās var izturēt atkārtotu noslaucīšanu ar spirtu un hloru saturošiem dezinfekcijas līdzekļiem un pēc utilizācijas noārdās, samazinot medicīnisko atkritumu apstrādes spiedienu. Turklāt polikaprolaktona PCL var kombinēt arī ar antibakteriāliem līdzekļiem (piemēram, sudraba joniem), lai vēl vairāk uzlabotu aizsargplākšņu ilgstošo antibakteriālo iedarbību, padarot tās piemērotas situācijām ar ārkārtīgi augstām vides tīrības prasībām, piemēram, infekcijas slimību nodaļām un intensīvās terapijas nodaļām.

Iv. Citi lauki: Funkcionālie paplašinājuma lauki

Papildus iepriekšminētajām galvenajām jomām, polikaprolaktona PCL ir arī loma vairākos scenārijos:

Pārklājumi un līmes:Polikaprolaktons PCL kā ūdens bāzes vai šķīdinātāja bāzes pārklājumu galvenā plēvi veidojošā sastāvdaļa var uzlabot pārklājuma elastību, triecienizturību un laikapstākļu izturību, piemēram, izmantojot metāla cauruļu ārsienu pārklājumā, tas var samazināt pārklājuma plaisāšanu, ko izraisa cauruļu saraušanās temperatūras izmaiņu dēļ. Polikaprolaktons PCL tiek izmantots kā virsmas pārklājums plastmasas rotaļlietām, padarot pārklājumu izturīgāku pret nodilumu un mazāk pakļautu lobīšanai. Turklāt, tā kā PCL pats par sevi nav toksisks, tas var atbilst bērnu rotaļlietu drošības standartiem. PCL polimēra pievienošana koka pārklājumiem var arī uzlabot koksnes šķiedras krāsu atveidojumu un pastiprināt tekstūras izskatu.

Lauksaimniecības materiāli:Polikaprolaktona PCL tiek ražots noārdāmās lauksaimniecības plēvēs, ko izmanto kultūraugu stādu audzēšanai, ūdens un mēslojuma saglabāšanai. Pēc noārdīšanās tās var pārveidot par augsnes organisko vielu, novēršot augsnes piesārņojumu, ko rada atlikušās plēves. Vai arī to var pārveidot par lēnas iedarbības mēslojuma nesēju, lai kontrolētu barības vielu izdalīšanās ātrumu, un PCL polimērs var uzlabot mēslojuma izmantošanas ātrumu. PCL "kontrolējamās noārdīšanās" īpašība lieliski atbilst lauksaimniecības prasībām attiecībā uz "funkcionalitāti" un "videi draudzīgumu", un to galvenokārt izmanto, lai risinātu tradicionālo lauksaimniecības materiālu piesārņojuma problēmas.

Kompozītmateriālu modifikators:Polikaprolaktons PCL ir sajaukts ar poliolefīniem, poliesteru un citiem materiāliem, lai uzlabotu to elastību un triecienizturību, padarot to piemērotu situācijām ar augstām materiālu veiktspējas prasībām, piemēram, automobiļu salonu detaļām un sadzīves tehnikas korpusiem.

Šķiedras/auduma modifikācija:Polikaprolaktons PCL tiek izmantots poliestera un kokvilnas šķiedru pārklāšanai vai modifikācijai, lai uzlabotu to elastību, nodilumizturību un pretgrumbu īpašības. Piemēram, PCL pārklājuma pievienošana sporta apģērbu audumiem var padarīt audumus elastīgākus un mazāk pakļautus deformācijai. PCL potēšana medicīniskās marles šķiedrās var uzlabot marles mitruma absorbciju un saglabāšanu, uzlabot tās saķeri ar ādu un mazināt diskomfortu, ko rada brūču berze.