Termoplastik poliüretan esaslı ısı-duyarlı şekil hafızalı polimer harmanların geliştirilmesi ve karakterizasyonu

Şekil hafızalı polimerler, dış uyaranlara tepki verebilen ve akıllı polimerler kategorisinde önemli bir yere sahip olan malzemelerdir. Bu polimerler, bir dış uyaran yardımıyla şekillerini değiştirebilirler. Isıya duyarlı şekil hafızalı polimerler, geçici şekiller ile kalıcı şekiller arasında dönüşüm sağlamak için ısı kullanır ve bu tür polimerler, şekil hafızalı polimerler arasında en yaygın olanlarıdır. Isıya duyarlı şekil hafızalı polimerik malzemeler, kalıcı şeklin geri kazanılmasını sağlayan bir elastomer ve geçici şeklin korunmasını sağlayan bir anahtar polimer kullanılarak polimer karışımları şeklinde üretilebilir. Bu çalışmada, elastomer fazı ester esaslı termoplastik poliüretan (TPU) ve anahtar fazı poli(butil-co-izobutil metakrilat) (PBMA-co-PiBMA) olan farklı kompozisyonlara sahip polimer karışımları eriyik harmanlama yöntemiyle hazırlandı. Ağırlıkça TPU/PBMA-co-PiBMA oranı 90/10, 80/20 ve 70/30 olan karışımlarda, TPU sürekli fazı içinde PBMA-co-PiBMA fazının damlacık şeklinde dağıldığı; 60/40 ve 50/50 karışımlarında ise eş-sürekli morfolojinin oluştuğu gözlemlendi. Dinamik mekanik analizlerde (DMA), TPU'nun ester bloğu ile PBMA-co-PiBMA polimerinin uyumlu olduğu, polimer karışımlarında camsı geçiş sıcaklığının (Tg), TPU'nun yumuşak bloğu ile PBMA-co-PiBMA polimerinin camsı geçiş sıcaklığı arasında değerler aldığı ve camsı geçiş sıcaklığının PBMA-co-PiBMA miktarı ile doğru orantılı olarak arttığı belirlendi. Saf polimer bileşenlerin ve üretilen polimer karışımlarının ısıl geçiş özellikleri DSC analiziyle irdelendi. PBMA-co-PiBMA varlığında TPU'nun yumuşak segmentinin camsı geçiş sıcaklığı genel olarak artış gösterdi. Bununla birlikte, iki polimer arasındaki etkileşimler nedeniyle TPU'nun sert segmentinin erime sıcaklığında ve kristalizasyon sıcaklığında artışlar elde edildi. Isıya duyarlı şekil hafızası analizlerinde, PBMA-co-PiBMA miktarı arttıkça hem şekil sabitleme (Rf) hem de şekil geri dönüşüm (Rr) oranlarının arttığı ve 50/50 oranına sahip kompozisyon için %98'in üzerinde Rf ve Rr değerleri elde edildiği görüldü. Termogravimetrik analizlerde (TGA), karışım içerisinde PBMA-co-PiBMA varlığında TPU'nun bozunma başlangıç sıcaklıklarının azaldığı, ancak TPU'nun ester bloğunun maksimum bozunma sıcaklığı ve maksimum bozunma hızının arttığı tespit edildi.