Polímeros compuestos con memória de forma a base de PLA

En aquest treball s’estudien y caracteritzen compostos amb base de PLA (àcid polilàctic) i la seva propietat de memòria de forma, per a realitzar la impressió d’una peça en 4D que sigui capaç d’adaptar-se y modelar la seva forma o estructura mitjançant la interacció d’un estímul extern. L’estudi s’ha estructurat en tres blocs consecutius. En el primer s’estudia el comportament generat per l’addició de diversos polímers biocompatibles i biodegradables al PLA, caracteritzant les propietats de les barreges generades. Seguidament seguint la línia d’estudi establerta al primer bloc s’estudia la barreja binaria PLA-PCL a diferents composicions, caracteritzant i definint el seu comportament en front de les propietats relacionades amb l’aplicació mèdica. Finalment es genera un dispositiu mitjançant impressió 3D capaç d’adaptar la seva forma o estructura mitjançant les zones mòbils desenvolupades amb un polímer amb memòria de forma (SMP). S’ha trobat que el biopolímer més adequat en barreja amb el PLA es la PCL, pel que es procedeix al estudi de les diferents composicions. La barreja binaria que va presentar millor comportament en front del “Shape Memory”, temps de resposta al estímul y característiques fisicoquímiques de caràcter general (estructurals i tèrmiques) va esser al 30% en pes de PCL. Finalment es produeix el dispositiu mitjançant impressió 3D amb el que es va reportar un millor comportament de les zones mòbils (produïdes amb SMP reduint el temps de resposta al estímul al voltant d’un 30% i recuperant la seva estructura inicial amb més facilitatEn el presente trabajo se estudian y caracterizan compuestos con base en PLA (ácido poliláctico) y su propiedad de memoria de forma, para realizar la impresión de una pieza en 4D que sea capaz de adaptar y modelar su forma o estructura mediante la interacción con un estímulo térmico. El estudio se ha estructurado en tres bloques consecutivos. En el primero se estudió el comportamiento generado por la adición de varios polímeros biocompatibles y biodegradables al PLA, caracterizando las propiedades de las mezclas generadas. Seguidamente, siguiendo la línea de estudio establecida en el primer bloque se estudia la mezcla binaria PLA-PCL a diferentes composiciones, caracterizando y definiendo su comportamiento frente a las propiedades relacionadas con la aplicación médica. Finalmente se genera un dispositivo mediante impresión 3D capaz de adaptar su forma o estructura mediante zonas móviles desarrolladas con un polímero de memoria de forma (SMP). Se encontró que el biopolímero más adecuado en mezcla con PLA para la aplicación fue la PCL, por lo que se procedió al estudio a diferentes composiciones en peso. La mezcla binaria que presentó mejores resultados frente al “Shape Memory”, tiempo de respuesta al estímulo y características fisicoquímicas de carácter general (estructurales y térmicas) fue al 30% en peso de PCL. Finalmente se produjo un dispositivo mediante impresión 3D con el que se reportó un mejor comportamiento de las zonas móviles (producidas con SMP), reduciendo el tiempo de respuesta al estímulo alrededor de un 30% y recuperando su estructura inicial con mayor facilidad.In this work we study and characterize PLA (polylactic acid) based composites and their shape memory property, in order to perform 4D printing of a part capable of adapting and modeling its shape or structure through the interaction with a thermal stimulus. The study was structured in three consecutive blocks. In the first one, the behavior generated by the addition of several biocompatible and biodegradable polymers to PLA was studied, characterizing the properties of the generated mixtures. Then, following the line of study established in the first block, the PLA-PCL binary mixture is studied at different compositions, characterizing and defining its behavior with respect to the properties related to the medical application. Finally, a device is generated by 3D printing capable of adapting its shape or structure by means of mobile zones developed with a shape memory polymer (SMP). It was found that the most suitable biopolymer in mixture with PLA for the application was PCL, so we proceeded to the study at different compositions in weight. The binary mixture that showed the best results in terms of "Shape Memory", response time to stimulus and general physicochemical characteristics (structural and thermal) was 30% by weight of PCL. Finally, a device was produced by 3D printing with which a better behavior of the mobile zones (produced with SMP) was reported, reducing the response time to the stimulus by about 30% and recovering its initial structure more easily