Caratterizzazione e previsione del comportamento meccanico dei biocompositi

Il presente lavoro descrive la sintesi, la fabbricazione e la caratterizzazione di biocompositi a base di polietilene e idrossiapatite (HAp) come materiale per impianti ossei artificiali. Il problema principale degli impianti ossei metallici è rappresentato dallo "stress shielding" e dalla rigenerazione ossea, che possono essere superati introducendo impianti ossei leggeri a base polimerica. L'HAp è stata sintetizzata mediante una tecnica di precipitazione chimica a umido e miscelata con polietilene ad alta densità (HDPE) e polietilene ad alta densità e ad alto peso molecolare (HMHDPE) utilizzando un micro-compounder e un estrusore bivite. Per la preparazione dei campioni sono stati utilizzati i processi di micro-stampaggio a iniezione e stampaggio a compressione. Sono state effettuate prove su diverse proprietà meccaniche quali resistenza alla trazione, alla compressione, alla flessione, all'urto e all'usura per abrasione a due corpi. I risultati sperimentali hanno evidenziato un comportamento meccanico sostenibile. Sono stati presentati una rete neurale artificiale (ANN) e un modello di logica fuzzy (FL) per la previsione del grado di usura da abrasione a due corpi dei biocompositi realizzati. È emerso che sia il modello fuzzy che quello ANN sono in grado di prevedere il tasso di usura da abrasione con un grado di accuratezza molto elevato.