Study of mechanical properties of polymer composites containing silver nanoparticles for middle ear prostheses

• Autorzy: Ziąbka M.

Warianty tytułu

PL

Badania właściwości mechanicznych kompozytów polimerowych zawierających nanocząstki srebra przeznaczonych na protezy ucha środkowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study is to investigate the mechanical properties of polymeric composites prepared by means of extrusion and injection moulding. Three stable thermoplastic polymers (high density polyethylene, polysulphone and polyamide) were used as composite matrices. Antibacterial silver nanoparticles nAg were used as the modifying phase. The mechanical properties of the tested materials were determined during uniaxial stretching. Such parameters as Young’s modulus E, tensile strength Rm and elongation at maximum force εFmax were measured. The results show that neither the preparation technology nor the amount of modifier impair the mechanical properties of the tested composites. The addition of silver nanoparticles does not cause a loss of strength, while it increases the Young’s modulus of the materials.

PL

Głównym celem pracy jest badanie właściwości mechanicznych kompozytów polimerowych otrzymanych w procesie wytłaczania i wtrysku. Do badań użyto trzech stabilnych polimerów termoplastycznych (polietylen o wysokiej gęstości, polisulfon i poliamid). Jako fazę modyfikującą zastosowano antybakteryjne nanocząstki srebra nAg. Właściwości mechaniczne materiałów zostały wyznaczone w próbie jednoosiowego rozciągania. Wyznaczono moduł Younga E, wytrzymałość na rozciąganie Rm i wydłużenie przy maksymalnej sile εFmax. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że zaproponowana w pracy technologia otrzymywania materiałów, jak również ilość użytego modyfikatora nie pogarszają właściwości mechanicznych kompozytów. Dodatek nanosrebra nie powoduje obniżenia wytrzymałości, natomiast podnosi moduł Younga materiałów.

Słowa kluczowe

EN

thermoplastic polymer; nanocomposites; nanosilver; mechanical properties

PL

polimery termoplastyczne; nanokompozyty; nanosrebro; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 16, nr 1
• Strony: 42--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ziąbka M.

• AGH - University of Science and Technology, Department of Ceramics and Refractory Materials, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Zahnert T., Bornitz M., Huttenbrink K.B., Calculation and experiments on the influence of prosthesis couplin to the middle ear transfer function, Middle Ear Mechanics in Research and Otology, Proceedings of the 3rd Symposium, Matsuyama, Ehime, Japan 2003, 83-90.
• [2] Meister H., Mickenhagen A., Walger M., Dück M., Wedel H., Stennert E., Standardisierte Messungen der Schallübertragung verschiedener Mittelohrprothesen, HNO 2000, 48, 204-208.
• [3] Meister H., Walger M., Mickenhagen A., Stennert E., Messung der Schwingungseigenschaften von Mittelohrimplantaten mit einem mechanischen Mittelohrmodell, HNO 1998, 46, 241-245.
• [4] Meister H., Walger M., Mickenhagen A., Wedel H., Stennert E., Standardized measurements of the sound transmission of middle ear implants using a mechanical middle ear model, Eur. Arch. Otorhinolaryngol. 1999, 256, 122-127.
• [5] Speranza G., et al., Role of chemical interactions in bacterial adhesion to polymer surfaces, Biomaterials 2004, 25 2029- 2037.
• [6] Pishbin F., et al., Single-step electrochemical deposition of antimicrobial orthopaedic coatings based on a bioactive glass/chitosan/nano-silver composite system, Acta Biomaterialia 2013, 9, 7469-7479.
• [7] Ketul C., et al., Titania nanotubes: A novel platform for drug-eluting coatings for medical implants? Small 2007, 11, 1878-1881.
• [8] Rai M., Deshmukh S., Ingle A., Gade A., A silver nanoparticles: the powerful nanoweapon against multidrug-resistant bacteria, J. Appl. Microbiol. 2012, 112, 841-852.
• [9] Banasiuk R. et al., Synthesis of antimicrobial silver nanoparticles through a photomediated reaction in an aqueous environment, Int. J. Nanomedicine 2016, 11, 315-324.
• [10] Polska Norma PN-EN ISO 527-1 - Tworzywa sztuczne. Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu. Zasady ogólne.
• [11] Na B., Zhang Q., Fu Q., Zhang G., Shen K., Super polyolefin blends achieved via dynamic packing injection molding: the morphology and mechanical properties of HDPE/EVA blends, Polymer 2002, 43, 7367-7376.
• [12] Brusselle-Dupend N., Cangémi L., A two-phase model for the mechanical behaviour of semicrystalline polymers. Part I: Large strains multiaxial validation on HDPE, Mechanics of Materials 2008, 40, 743-760.
• [13] Bartczak Z., Influence of molecular parameters on highstrain deformation of polyethylene in the plane-strain compression. Part II. Strain recovery, Polymer 2005, 46, 10339-10354.
• [14] Galeski A., Strength and toughness of crystalline polymer systems, Prog. Polym. Sci. 2003, 28, 1643-1699.
• [15] Pawlak A., Gałęski A., Powstawanie kawitacji podczas deformacji plastycznej polimerów krystalicznych, [w:] Modyfikacja polimerów, praca zbiorowa pod red. R. Stellera, D. Żuchowskiej, Wrocław 2009, 471-474.
• [16] Zhao F., Koike T., Wang J., Sienz H., Meredith R., Finite element analysis of the middle ear transfer functions and related pathologies, Medical Engineering & Physics 2009, 31, 907-916.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.