Sachverhalt:
A.
Die 1976 geborene A._, Mutter eines im November 2011 geborenen Sohnes, war zuletzt als Dentalhygienikerin in mehreren Zahnarztpraxen tätig. Sie erlitt am 29. März 2006 einen Motorradunfall und meldete sich deswegen am 9. Januar 2008 unter Hinweis auf Nacken-, Kreuz- und Kopfschmerzen sowie eine Instabilität des rechten Schultergelenks bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Nach medizinischen und erwerblichen Abklärungen teilte die IV-Stelle des Kantons Zürich A._ am 13. März 2009 den Abschluss der Arbeitsvermittlung mit und wies am 11. März 2011 das Gesuch um berufliche Massnahmen ab. Die zuständige Unfallversicherung hatte infolge fehlender Kausalität der noch bestehenden Beschwerden die Taggeldleistungen per 30. September 2009 und die Leistungen für Behandlungskosten per 1. September 2010 eingestellt (Verfügung vom 15. November 2010).
Nachdem die IV-Stelle mit Vorbescheid vom 5. August 2011 die Abweisung des Rentengesuchs in Aussicht gestellt hatte, beantragte A._ die Gewährung beruflicher Massnahmen sowie die Vornahme eines neuen Einkommensvergleichs. Die IV-Stelle erteilte am 28. August 2012 Kostengutsprache für einen Laboreinführungskurs und am 11. Dezember 2012 für einen Intensivenglischkurs sowie für ein Vorpraktikum. Nach gesundheitsbedingtem Abbruch der beruflichen Massnahmen hob die IV-Stelle die Kostengutsprache mit Mitteilung vom 30. April 2013 per 14. März 2013 auf und schloss mit Mitteilung vom 1. Juli 2013 die Berufsberatung ab. Sie tätigte weitere Abklärungen erwerblicher und medizinischer Art. Namentlich holte sie eine polydisziplinäre Expertise der medizinischen Gutachterstelle medaffairs AG, Basel, vom 25. Juni 2014 sowie einen Bericht zur "Abklärung der beeinträchtigten Arbeitsfähigkeit in Beruf und Haushalt" vom 19. Februar 2015 ein. Mit Verfügung vom 16. September 2015 verneinte die IV-Stelle einen Rentenanspruch.
B.
Die hiegegen erhobene Beschwerde wies das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich mit Entscheid vom 23. Januar 2017 ab.
C.
Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten lässt A._ beantragen, die Sache sei in Aufhebung des angefochtenen Entscheids zu neuer Beurteilung und insbesondere zu neuer Begutachtung an die Vorinstanz oder an die IV-Stelle zurückzuweisen. Zudem lässt sie um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege und Verbeiständung ersuchen.
Die vorinstanzlichen Akten wurden eingeholt. Ein Schriftenwechsel wurde nicht durchgeführt.
Erwägungen:
1.
1.1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann wegen Rechtsverletzungen gemäss Art. 95 und 96 BGG erhoben werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (Art. 106 Abs. 1 BGG). Es ist folglich weder an die in der Beschwerde geltend gemachten Argumente noch an die Erwägungen der Vorinstanz gebunden; es kann eine Beschwerde aus einem anderen als dem angerufenen Grund gutheissen und es kann sie mit einer von der Argumentation der Vorinstanz abweichenden Begründung abweisen. Immerhin prüft das Bundesgericht, unter Berücksichtigung der allgemeinen Pflicht zur Begründung der Beschwerde (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG), grundsätzlich nur die geltend gemachten Rügen, sofern die rechtlichen Mängel nicht geradezu offensichtlich sind (BGE 141 V 234 E. 1 S. 236 mit Hinweisen).
1.2. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG). Es kann deren Sachverhaltsfeststellung nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht (Art. 105 Abs. 2 BGG).
1.3. Bei den gerichtlichen Feststellungen zum Gesundheitszustand und zur Arbeitsfähigkeit handelt es sich grundsätzlich um Tatfragen (BGE 132 V 393 E. 3.2 S. 397 ff.). Gleiches gilt für die konkrete Beweiswürdigung (Urteil 9C_204/2009 vom 6. Juli 2009 E. 4.1, nicht publ. in: BGE 135 V 254, aber in: SVR 2009 IV Nr. 53 S. 164). Dagegen sind die vollständige Feststellung rechtserheblicher Tatsachen sowie die Beachtung des Untersuchungsgrundsatzes und der Anforderungen an den Beweiswert ärztlicher Berichte und Gutachten Rechtsfragen (BGE 134 V 231 E. 5.1 S. 232; Urteil 8C_316/2017 vom 20. Juni 2017 E. 3).
2.
Streitig und zu prüfen ist, ob die Vorinstanz Bundesrecht verletzte, indem sie die Verneinung eines Rentenanspruchs bestätigte. Umstritten sind dabei insbesondere der Umfang der Arbeitsfähigkeit sowie die der Bemessung des Invaliditätsgrades zugrunde gelegten Vergleichseinkommen.
Die hiefür massgeblichen Rechtsgrundlagen sind im angefochtenen Gerichtsentscheid zutreffend dargelegt worden. Dies betrifft namentlich die Bestimmungen und Grundsätze zu den Begriffen der Invalidität (Art. 4 Abs. 1 IVG in Verbindung mit Art. 8 Abs. 1 ATSG) und Erwerbsunfähigkeit (Art. 7 ATSG), zum Anspruch auf eine Invalidenrente (Art. 28 IVG) sowie zur Ermittlung des Invaliditätsgrades bei Erwerbstätigen nach der Einkommensvergleichsmethode (Art. 16 ATSG) und bei Teilerwerbstätigen nach der gemischten Methode (Art. 28a Abs. 3 IVG). Richtig sind auch die Ausführungen zur Aufgabe der Ärztin oder des Arztes im Rahmen der Invaliditätsbemessung (BGE 140 V 193 E. 3.2 S. 195; 132 V 93 E. 4 S. 99 f.) sowie zum Beweiswert und zur Beweiswürdigung medizinischer Berichte und Gutachten (BGE 137 V 210 E. 6.2.2 S. 269; 134 V 231 E. 5.1 S. 232; 125 V 351 E. 3 S. 352 mit Hinweisen). Darauf wird verwiesen.
3.
3.1. Zur Beurteilung der zunächst streitigen gesundheitlichen Situation hat das kantonale Gericht insbesondere auf das polydisziplinäre Gutachten vom 25. Juni 2014 und auf die Stellungnahmen der med. pract. B._, Fachärztin für orthopädische Chirurgie und Traumatologie FMH, Regionaler Ärztlicher Dienst (RAD) vom 18. Juli und 9. Oktober 2014 abgestellt. Die Beschwerdeführerin leide - so die Vorinstanz - aus somatischer Sicht mit Auswirkung auf die Arbeitsfähigkeit im Wesentlichen an einer zervikalen Radikulopathie mit im Vordergrund stehender Schädigung der Wurzeln C7 und C8, möglicherweise auch Th1 links. Ohne Auswirkung auf die Arbeitsfähigkeit seien die unmittelbar durch den Unfall im März 2006 aufgetretenen Beschwerden, der Status nach arthroskopischer ventrokaudaler Schulterstabilisierung rechts sowie die lumbospondylogenen Schmerzen und der Verdacht auf einen BPV (Benigner paroxysmaler Lagerungsschwindel) den rechten posterioren Bogengang betreffend. In psychischer Hinsicht sei - ohne Auswirkung auf die Arbeitsfähigkeit - von einer anhaltenden somatoformen Schmerzstörung und einer rezidivierenden depressiven Störung, gegenwärtig leichte Episode, auszugehen. Die Versicherte sei aufgrund der somatischen Beschwerden in der bisherigen Tätigkeit als Dentalhygienikerin von 2008 bis Mitte 2012 zu 50 % arbeitsunfähig und seither aufgrund der im Vordergrund stehenden neurologischen Erkrankung zu 70 %. In einer leidensangepassten Tätigkeit ohne Verrichtung von Aufgaben mit der linken Führungshand und ohne hohe Anforderungen an die grobe Kraft und Feinmotorik sei sie hingegen seit 2008 ununterbrochen zu 70 % arbeitsfähig, dies bei einem vollschichtigen Pensum mit verminderter Belastbarkeit.
3.2. Die durch das kantonale Gericht getroffenen Tatsachenfeststellungen, namentlich die aus den medizinischen Unterlagen gewonnenen Erkenntnisse, sind im letztinstanzlichen Prozess grundsätzlich verbindlich (vgl. E. 1 hievor). Im Rahmen der eingeschränkten Sachverhaltskontrolle (Art. 97 Abs. 1 BGG) ist es nicht Aufgabe des Bundesgerichts, die schon im vorangehenden Verfahren aufliegenden ärztlichen Berichte neu zu beurteilen und die rechtsfehlerfreie Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz hinsichtlich der medizinisch begründeten Verminderung des Leistungsvermögens und des Ausmasses der trotz gesundheitlicher Beeinträchtigungen verbleibenden Arbeitsfähigkeit zu korrigieren.
3.3. Die Vorbringen der Beschwerdeführerin zeigen keine offensichtliche Unrichtigkeit der vorinstanzlichen Schlussfolgerungen auf:
3.3.1. Das kantonale Gericht hat die medizinische Aktenlage einlässlich und pflichtgemäss gewürdigt. Wie es dargelegt hat, erfüllt das polydisziplinäre Gutachten vom 25. Juni 2014 die von der Rechtsprechung gestellten Anforderungen; es beruht auf eigenen Untersuchungen und setzt sich insbesondere auch mit den anderen medizinischen Berichten auseinander.
3.3.2. Auf ein im Verfahren nach Art. 44 ATSG eingeholtes Gutachten ist rechtsprechungsgemäss abzustellen, wenn nicht konkrete Indizien gegen die Zuverlässigkeit der Expertise sprechen (BGE 135 V 465 E. 4.4 S. 470; vgl. auch Urteil 8C_380/2017 vom 7. August 2017 E. 5). Solche vermag die Versicherte nicht darzutun. Wie bereits im kantonalen Verfahren wird gerügt, der Sachverhalt werde nur bis März 2014 berücksichtigt und sei somit unvollständig festgestellt. Die medizinischen Abklärungen für die polydisziplinäre Begutachtung fanden am 27. März und 4. April 2014 statt; Konsensusdatum war der 19. Juni 2014. Dass somit die Operationen an der HWS vom 23. Juni 2014 sowie an der rechten Hand vom Januar 2015 im Gutachten vom 25. Juni 2014 keine Berücksichtigung finden konnten, versteht sich von selbst. Das kantonale Gericht hat diesbezüglich indessen zu Recht auf die Stellungnahmen der RAD-Ärztin vom 18. Juli und 9. Oktober 2014 sowie auf den Bericht der Klinik C._ vom 1. Februar 2016 verwiesen. So legte die RAD-Ärztin dar, dass die erneute Operation der HWS mit Dekompression der Nervenwurzel C8 und erneuter Dekompression der Wurzel C7 bereits im polydisziplinären Gutachten empfohlen worden und die Behandlung gemäss Austrittsbericht der Wirbelsäulenchirurgie und Neurochirurgie der Klinik C._ vom 26. Juni 2014 komplikationslos verlaufen sei. Von der durchgeführten Operation habe, worauf bereits im Gutachten hingewiesen worden sei, keine grundlegende Besserung des Gesundheitszustandes erwartet werden können; vielmehr sei es darum gegangen, die Schädigung einer weiteren Nervenwurzel zu verhindern. Eine dauerhafte Veränderung des Gesundheitszustandes gegenüber dem Gutachten sei nicht ausgewiesen, weshalb sich keine abweichende Beurteilung der gutachterlichen Einschätzung aufdränge. Bezüglich Operation der rechten Hand im Januar 2015 hat die Vorinstanz überzeugend aufgezeigt, dass ein "Status nach Ganglion Exzision des rechten Handgelenks 01/2015" im Bericht der Klinik C._ vom 1. Februar 2016 lediglich als Nebendiagnose aufgeführt und unter "Beurteilung und Procedere" nicht einmal erwähnt werde, weshalb nicht von einer zusätzlichen Einschränkung der Arbeitsfähigkeit auszugehen sei. Was sodann die ebenfalls bereits im kantonalen Verfahren geltend gemachte Zunahme der psychischen Beschwerden anbelangt, hat die Vorinstanz zu Recht darauf hingewiesen, dass sich der massgebende Beurteilungszeitraum bis zum Verfügungserlass vom 16. September 2015 erstreckt (BGE 132 V 215 E. 3.1.1 S. 220). Anlässlich der psychiatrischen Begutachtung im Jahre 2014 habe sich - so das kantonale Gericht - ein unauffälliger Psychostatus gezeigt und sei die Beschwerdeführerin nicht in psychiatrischer Behandlung gewesen. Die eingereichten Arztzeugnisse des Dr. med. D._, Facharzt für Psychiatrie und Psychotherapie FMH, vom 1. Februar 2016 attestierten eine Arbeitsunfähigkeit ab 18. Dezember 2015 bis 29. Februar 2016 und liessen keine Rückschlüsse für den massgebenden Zeitraum zu. Mangels konkreter Hinweise für eine Verschlechterung des psychischen Gesundheitszustandes vor dem Zeitpunkt des Verfügungserlasses bestehe daher keine Veranlassung für eine Ergänzung der Begutachtung. Im Gutachten erwähnt wurde schliesslich auch, dass die gewährten Umschulungsmassnahmen am 14. März 2013 aus gesundheitlichen Gründen abgebrochen werden mussten. Inwieweit deswegen die gutachterliche Diagnosestellung oder Einschätzung der Arbeitsunfähigkeit unzutreffend sein sollte, wird nicht dargelegt und ist nicht ersichtlich.
3.4. Zusammenfassend beruht die vorinstanzliche Annahme einer 70%igen Arbeitsfähigkeit in einer leidensangepassten Tätigkeit seit dem Jahr 2008 weder auf offensichtlich unrichtigen noch auf sonstwie rechtsfehlerhaften Tatsachenfeststellungen. Weil von zusätzlichen medizinischen Abklärungsmassnahmen keine neuen entscheidwesentlichen Aufschlüsse zu erwarten sind, konnte und kann auf weitergehende medizinische Erhebungen und Gutachten verzichtet werden (antizipierte Beweiswürdigung; BGE 136 I 229 E. 5.3 S. 236 f. mit Hinweis). Darin liegt entgegen der Auffassung der Beschwerdeführerin keine Verletzung des Anspruchs auf rechtliches Gehör.
4.
4.1. Das kantonale Gericht hat die Versicherte bis zur Geburt des Sohnes im November 2011 als Teilerwerbstätige in einem Pensum von 90 % ohne Aufgabenbereich und nach der Geburt des Sohnes als Teilerwerbstätige im unveränderten Pensum und zu 10 % im Haushalt Tätige eingestuft. Dabei stützte es sich im Wesentlichen auf die Erwerbsbiographie der Versicherten und den Abklärungsbericht vom 19. Februar 2015. Die Beschwerdeführerin sei - so die Vorinstanz - bereits vor Eintritt des Gesundheitsschadens lediglich in einem Teilzeitpensum erwerbstätig gewesen. Gemäss ihren Angaben anlässlich der Haushaltsabklärung habe sie vor dem Unfall und der Geburt ihres Sohnes in einem Pensum von 90 % gearbeitet und den freien Nachmittag für Weiterbildungen und den Haushalt nutzen wollen; bei guter Gesundheit würde sie heute nach wie vor zu 80 bis 90 % als Dentalhygienikerin arbeiten.
4.2. Die Frage, in welchem Ausmass die versicherte Person ohne Gesundheitsschaden erwerbstätig wäre, ist mit Rücksicht auf die gesamten Umstände, so die persönlichen, familiären, sozialen und erwerblichen Verhältnisse, zu beantworten. Dabei handelt es sich zwangsläufig um eine hypothetische Beurteilung, die auch hypothetische Willensentscheidungen der versicherten Person berücksichtigen muss, die indessen als innere Tatsache einer direkten Beweisführung nicht zugänglich sind und in aller Regel aus äusseren Indizien erschlossen werden müssen. Die Beurteilung hypothetischer Geschehensabläufe ist eine Tatfrage, insoweit sie auf Beweiswürdigung beruht, selbst wenn darin auch Schlussfolgerungen aus der allgemeinen Lebenserfahrung berücksichtigt werden. Rechtsfragen sind hingegen Folgerungen, die ausschliesslich auf die allgemeine Lebenserfahrung gestützt werden (Urteil 9C_648/2016 vom 12. Juli 2017 E. 6.2.2 mit Hinweis).
4.3. Was in der Beschwerde vorgebracht wird, lässt die auf einer Würdigung der konkreten Sachumstände beruhenden - und daher bundesgerichtlich nur eingeschränkt überprüfbaren - vorinstanzlichen Feststellungen nicht in einem offensichtlich unrichtigen oder sonstwie rechtsfehlerhaften Licht erscheinen. Wie im angefochtenen Entscheid dargelegt wurde, fehlen Anhaltspunkte dafür, dass die Beschwerdeführerin in einem höheren Pensum erwerbstätig gewesen wäre. Nicht zutreffend ist insbesondere das Argument der Versicherten, die Vorinstanz habe mit der Geburt auf eine nur noch 90%ige Erwerbstätigkeit geschlossen und 10 % keinem Aufgabenbereich zugeteilt. Vielmehr hat das kantonale Gericht in nicht zu beanstandender Weise gestützt auf die Aussagen der Beschwerdeführerin festgestellt, dass auch nach der Geburt des Sohnes, insbesondere in Anbetracht der geregelten Betreuung des Kindes, weiterhin vom bisherigen Erwerbspensum von 90 % ausgegangen werden könne. Die zuvor freie Zeit im Umfang von 10 % sei nach der Geburt des Sohnes nachvollziehbar einem Aufgabenbereich zuzuordnen.
5.
Zu prüfen sind im Weiteren die erwerblichen Auswirkungen der gesundheitlichen Einschränkungen.
5.1. Das kantonale Gericht hat zutreffend dargelegt, dass ein allfälliger Rentenanspruch frühestens ab 1. Juli 2008 bestehen würde, weshalb auf die Gegebenheiten in diesem Zeitpunkt abzustellen ist und allfällige rentenwirksame Änderungen der Vergleichseinkommen bis zum Erlass der Verfügung vom 16. September 2015 zu berücksichtigen sind (Art. 29 Abs. 1 IVG; BGE 129 V 222 E. 4.1 und 4.2 S. 223 f.). Für den Zeitraum von Juli 2008 bis Ende Oktober 2011 hat die Vorinstanz den Invaliditätsgrad entsprechend einer Teilerwerbstätigkeit von 90 % ohne Aufgabenbereich nach der Einkommensvergleichsmethode, ab November 2011 entsprechend einer Teilerwerbstätigkeit mit nichterwerblichem Aufgabenbereich nach der gemischten Methode ermittelt. Sie hat das Valideneinkommen anhand des Auszuges aus dem Individuellen Konto (IK) für die Jahre 2001 bis 2005 und das Invalideneinkommen auf der Grundlage der Lohnstrukturerhebung des Bundesamtes für Statistik (LSE) erhoben. Ab März 2013 hat es zudem die anlässlich der Abklärung festgestellte Einschränkung im Haushaltsbereich von 17,12 % berücksichtigt. Zusammenfassend hat die Vorinstanz für den Zeitraum bis Ende Oktober 2011 in Anwendung der Einkommensvergleichsmethode unter Berücksichtigung der proportionalen Einschränkung im erwerblichen Bereich einen Invaliditätsgrad von 32 % errechnet. Für den Zeitraum November 2011 bis Ende Februar 2013 setzte sie den Invaliditätsgrad in Anwendung der gemischten Methode, jedoch ohne Einschränkung im Haushaltsbereich, ebenfalls auf 32 % fest; ab März 2013 ermittelte sie unter zusätzlicher Berücksichtigung der festgestellten Einschränkung im Haushaltsbereich einen Invaliditätsgrad von 34 %.
5.2. Die Beschwerdeführerin rügt die Bemessung des Valideneinkommens sowie des Invalideneinkommens, bei letzterem zusätzlich die Verweigerung eines leidensbedingten Abzuges.
6.
6.1. Bei der Ermittlung des Valideneinkommens ist nach konstanter Rechtsprechung entscheidend, was die versicherte Person im Zeitpunkt des frühestmöglichen Rentenbeginns als Gesunde tatsächlich verdienen würde. Es ist in der Regel am zuletzt erzielten, nötigenfalls der Teuerung und der realen Einkommensentwicklung angepassten Lohn anzuknüpfen, da es empirischer Erfahrung entspricht, dass die bisherige Tätigkeit ohne Gesundheitsschaden fortgesetzt worden wäre; Ausnahmen müssen mit überwiegender Wahrscheinlichkeit erstellt sein (BGE 139 V 28 E. 3.3.2 S. 30; 135 V 58 E. 3.1 S. 59; 134 V 322 E. 4.1 S. 325). Sind die entsprechenden Einkommen nicht konkret zu ermitteln, können nach der Rechtsprechung entweder Tabellenlöhne gemäss den vom Bundesamt für Statistik periodisch herausgegebenen Lohnstrukturerhebungen (LSE) oder die Zahlen der Dokumentation von Arbeitsplätzen (DAP) der Suva herangezogen werden (BGE 139 V 592 E. 2.3 S. 593 f.; Urteil 8C_358/2017 vom 4. August 2017 E. 2.2).
6.2. Die IV-Stelle legte in ihrer Verfügung vom 16. September 2015 dar, die Versicherte habe vor Eintritt des Gesundheitsschadens im Jahr 2006 unregelmässige Einkommen an unterschiedlichen Arbeitsstellen parallel in Teilzeit erzielt. Mangels einer repräsentativen Grundlage ermittelte sie das Valideneinkommen anhand der LSE. Als Basis nahm sie das Einkommen für Assistenzberufe im Gesundheitswesen, Kompetenzniveau 3 für das Jahr 2012 (LSE 2012, TA 17 Ziff. 32) und setzte es in Anpassung an die Nominallohnentwicklung bis 2015 auf Fr. 83'119.- fest. Nachdem die Beschwerdeführerin im kantonalen Verfahren ein aus verschiedenen Arbeitsverträgen auf ein 100 %-Pensum hochgerechnetes Einkommen von Fr. 116'098.55 geltend gemacht hatte, stimmte ihr die Vorinstanz insofern zu, als das Valideneinkommen so konkret wie möglich zu bemessen und auf die Gegebenheiten im Zeitpunkt des hypothetischen Rentenbeginns abzustellen sei. Das kantonale Gericht zog den IK-Auszug bei, gemäss welchem die Versicherte bei verschiedenen Arbeitgebern in den Jahren 2001 insgesamt Fr. 69'928.-, 2002 Fr. 60'683.-, 2003 Fr. 54'703.-, 2004 Fr. 100'174.- und 2005 Fr. 80'540.- verdient hatte. Diese Einkommen passte es der Nominallohnentwicklung per 2008 und 2011 an und errechnete den Durchschnittswert von fünf Jahren, was ein Valideneinkommen von Fr. 78'577.- für 2008 und von Fr. 81'879.- für 2011 ergab.
6.3. Das von der Beschwerdeführerin erneut geltend gemachte Einkommen von Fr. 116'098.55 erzielte sie - wie aus dem IK-Auszug hervorgeht - zu keinem Zeitpunkt, weshalb es nicht als Vergleichseinkommen beigezogen werden kann. Mangels eines repräsentativen letzten Einkommens ist es grundsätzlich nicht zu beanstanden, dass die Vorinstanz das Valideneinkommen anhand des IK-Auszuges ermittelt und - in Anbetracht der grossen jährlichen Schwankungen - auf den Durchschnittswert der letzten fünf Jahre vor Eintritt der Gesundheitsschädigung abgestellt hat. Die Beschwerdeführerin wendet diesbezüglich jedoch ein, sie habe in dieser Zeit nicht immer zu 100 % gearbeitet, da sie die Maturitätsprüfung nachgeholt habe und sich darauf habe vorbereiten müssen. Massgebend wäre deshalb einzig das Jahr 2004 mit einem Einkommen von Fr. 100'174.-. Das gemäss IK-Auszug im Jahr 2004 erzielte Einkommen ist indessen das weitaus höchste Einkommen der Jahre 2001 bis 2005 und liegt beträchtlich über dem Durchschnittswert, weshalb auch darauf nicht abgestellt werden kann. Bei dieser Ausgangslage kann das Valideneinkommen nicht konkret berechnet werden. Es ist daher - wie dies die IV-Stelle in ihrer Verfügung vom 16. September 2015 getan hat - gestützt auf die LSE zu ermitteln. Massgebend ist indessen nicht das Jahr 2015, sondern sind die Zeitpunkte des hypothetischen Rentenbeginns im Jahr 2008 und der Statusänderung im Jahr 2011. Unter Beizug der LSE 2008, Privater Sektor, Tabelle TA1, Gesundheits- und Sozialwesen (Ziff. 85), Frauen, Anforderungsniveau 2 (Verrichtung selbstständiger und qualifizierter Arbeiten), ergibt sich ein Ausgangswert von Fr. 6'486.-. Angepasst an die durchschnittliche wöchentliche Arbeitszeit 2008 im Gesundheits- und Sozialwesen von 41,6 Stunden resultiert ein jährliches Valideneinkommen für ein 100 %-Pensum im Jahr 2008 von Fr. 80'945.-, angepasst an die Nominallohnentwicklung per 2011 von Fr. 84'346.- (Nominallohnindex für Frauen: 2008: 2499, 2011: 2604).
7.
7.1. Das Invalideneinkommen hat die Vorinstanz anhand der LSE festgesetzt. In Anwendung der LSE 2008, T7 S, medizinische, pflegerische und soziale Tätigkeiten (Ziff. 33), Frauen, Anforderungsniveau 3 (Berufs- und Fachkenntnisse vorausgesetzt), hat sie - ausgehend von einem Wert von Fr. 5'788.- - angepasst an die durchschnittliche wöchentliche Arbeitszeit von 41,6 Stunden entsprechend der attestierten zumutbaren Arbeitsfähigkeit von 70 % für das Jahr 2008 ein Invalideneinkommen von Fr. 50'564.- und für das Jahr 2011 von Fr. 52'689.- ermittelt.
7.2. Das Vorgehen des kantonalen Gerichts wird letztinstanzlich nicht grundsätzlich bestritten und ist nicht zu beanstanden. Soweit die Beschwerdeführerin wiederum geltend macht, es sei willkürlich, von einer 70%igen Arbeitsfähigkeit in einer leidensangepassten Tätigkeit auszugehen, ist mit der Vorinstanz auf das Zumutbarkeitsprofil gemäss Gutachten vom 25. Juni 2014 zu verweisen (vgl. E. 3 hievor). Sodann lässt sich das Abstellen auf das Anforderungsniveau 3 - Berufs- und Fachkenntnisse vorausgesetzt - für medizinische, pflegerische und soziale Tätigkeiten in Anbetracht der Ausbildung als Dentalhygienikerin entgegen der Auffassung der Beschwerdeführerin nicht beanstanden. Was schliesslich die Rüge des fehlenden Abzuges vom Tabellenlohn anbelangt, ist darauf hinzuweisen, dass die Rechtsprechung insbesondere dann einen Abzug vom Invalideneinkommen gewährt, wenn eine versicherte Person selbst im Rahmen körperlich leichter Hilfsarbeitertätigkeit in ihrer Leistungsfähigkeit eingeschränkt ist (BGE 126 V 75 E. 5a/bb S. 78; Urteil 8C_381/2017 vom 7. August 2017 E. 4.2.2). Die bei der Versicherten bestehenden krankheitsbedingten Einschränkungen wurden - worauf das kantonale Gericht zutreffend hingewiesen hat - bereits bei der Einschätzung der Arbeitsfähigkeit berücksichtigt. Namentlich wurde dargelegt, dass die Beschwerdeführerin in der Lage ist, eine leidensangepasste Tätigkeit vollschichtig mit reduzierter Belastbarkeit auszuüben, weshalb dies zu Recht nicht zusätzlich lohnmindernd berücksichtigt worden ist. Weitere Faktoren, die einen Abzug vom tabellarisch ermittelten Invalideneinkommen rechtfertigen würden, werden nicht geltend gemacht und sind nicht ersichtlich.
8.
8.1. Die vorinstanzliche Anwendung der Einkommensvergleichsmethode und der gemischten Methode zur Ermittlung des Invaliditätsgrades in den verschiedenen Zeiträumen werden im Grundsatz zu Recht nicht bestritten. Bei einem Valideneinkommen für ein Pensum von 100 % von Fr. 80'945.- für das Jahr 2008 und Fr. 84'346.- für das Jahr 2011 sowie einem Invalideneinkommen für ein Pensum von 70 % von Fr. 50'564.- für das Jahr 2008 und von Fr. 52'689.- für das Jahr 2011 ergibt sich für die verschiedenen Phasen folgender Invaliditätsgrad:
8.1.1. Für den Zeitraum ab 1. Juli 2008 bis Ende Oktober 2011 resultiert aus der Gegenüberstellung des Valideneinkommens von Fr. 80'945.- und des Invalideneinkommens von Fr. 50'564.- ein Invaliditätsgrad von gerundet 38 %, was in proportionaler Gewichtung der Teilerwerbstätigkeit in einem Pensum von 90 % ohne Aufgabenbereich einen Invaliditätsgrad von gerundet 34 % ergibt.
8.1.2. Für den Zeitraum nach der Geburt des Sohnes im November 2011 bis Ende Februar 2013 sodann ist die Vorinstanz zu Recht von einer 90%igen Teilerwerbstätigkeit und einer 10%igen (noch) nicht eingeschränkten Tätigkeit im Haushaltsbereich ausgegangen. Aus der Gegenüberstellung des Valideneinkommens von Fr. 84'346.- und des Invalideneinkommens von Fr. 52'689.- resultiert ein Invaliditätsgrad von gerundet wiederum 38 %, was bei der massgebenden Gewichtung des Erwerbsbereichs mit 90 % ohne Einschränkung im Haushaltsbereich einen Invaliditätsgrad von ebenfalls 34 % ergibt.
8.1.3. Für die Zeit ab März 2013 schliesslich hat das kantonale Gericht zu Recht die unbestritten gebliebene Einschränkung im Haushaltsbereich von 17,12 % berücksichtigt. Bei einem Teilinvaliditätsgrad im Erwerbsbereich von 34,2 % (38 % x 0,9) und im Haushaltsbereich von 1,712 % (17,12 % x 0,1) ergibt sich ein Gesamtinvaliditätsgrad von gerundet 36 %.
8.2. Zusammenfassend hat die Beschwerdeführerin in keinem Zeitpunkt einen rentenbegründenden Invaliditätsgrad erreicht, weshalb es beim vorinstanzlichen Entscheid im Ergebnis sein Bewenden hat.
9.
Das Verfahren ist kostenpflichtig (Art. 65 BGG). Die Gerichtskosten werden der unterliegenden Beschwerdeführerin auferlegt (Art. 65 Abs. 4 lit. a in Verbindung mit Art. 66 Abs. 1 BGG). Die unentgeltliche Rechtspflege (im Sinne der vorläufigen Befreiung von den Gerichtskosten und der unentgeltlichen Verbeiständung) kann gewährt werden, da die gesetzlichen Voraussetzungen erfüllt sind (Art. 64 Abs. 1 und Abs. 2 BGG). Es wird indessen ausdrücklich auf Art. 64 Abs. 4 BGG aufmerksam gemacht, wonach die begünstigte Partei der Bundesgerichtskasse Ersatz zu leisten haben wird, wenn sie später dazu in der Lage ist.
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen.
2.
Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird gutgeheissen. Rechtsanwältin Angelika Häusermann wird als unentgeltliche Anwältin der Beschwerdeführerin bestellt.
3.
Die Gerichtskosten von Fr. 800.- werden der Beschwerdeführerin auferlegt, indes vorläufig auf die Gerichtskasse genommen.
4.
Der Rechtsvertreterin der Beschwerdeführerin wird aus der Bundesgerichtskasse eine Entschädigung von Fr. 2'800.- ausgerichtet.
5.
Dieses Urteil wird den Parteien, dem Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 31. August 2017
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Maillard
Die Gerichtsschreiberin: Kopp Käch