1.1HPMC-nin 3D çap havanlarının çap qabiliyyətinə təsiri
1.1.1HPMC-nin 3D çap havanlarının ekstrudativliyinə təsiri
HPMC olmayan M-H0 boş qrupu və HPMC tərkibi 0.05%, 0.10%, 0.20% və 0.30% olan test qrupları müxtəlif müddətlərdə dayanmağa icazə verildi və sonra axıcılıq yoxlanıldı.Görünür ki, HPMC-nin birləşdirilməsi havanın axıcılığını əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq;HPMC-nin tərkibi tədricən 0%-dən 0,30%-ə qədər artırıldıqda məhlulun ilkin axıcılığı müvafiq olaraq 243 mm-dən 206, 191, 167 və 160 mm-ə qədər azalır.HPMC yüksək molekulyar polimerdir.Şəbəkə quruluşu yaratmaq üçün onlar bir-birinə qarışa bilər və Ca(OH) 2 kimi komponentləri əhatə etməklə sement məhlulunun birləşməsini artırmaq olar. Makroskopik olaraq məhlulun yapışqanlığı yaxşılaşdırılır.Dayanma müddətinin uzadılması ilə məhlulun nəmlənmə dərəcəsi artır.artdı, zamanla axıcılıq itirdi.HPMC olmayan M-H0 boş qrupunun axıcılığı sürətlə azaldı.0.05%, 0.10%, 0.20% və 0.30% HPMC olan eksperimental qrupda axıcılığın azalma dərəcəsi zamanla azaldı və 60 dəqiqə dayandıqdan sonra məhlulun axıcılığı müvafiq olaraq 180, 177, 164 və 155 mm oldu. .Akıcılıq 87,3%, 92,7%, 98,2%, 96,8% təşkil edir.HPMC-nin birləşdirilməsi HPMC və su molekullarının birləşməsindən qaynaqlanan məhlulun axıcılığının saxlama qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər;digər tərəfdən, HPMC bənzər bir film yarada bilər Şəbəkə quruluşuna malikdir və məhlulda suyun uçuculuğunu effektiv şəkildə azaldan və müəyyən bir su tutma performansına malik olan sementi sarar.Qeyd etmək lazımdır ki, HPMC-nin tərkibi 0,20% olduqda, məhlulun axıcılığının saxlama qabiliyyəti ən yüksək səviyyəyə çatır.
Müxtəlif miqdarda HPMC ilə qarışdırılmış 3D çap məhlulunun axıcılığı 160~206 mm-dir.Müxtəlif printer parametrlərinə görə, müxtəlif tədqiqatçılar tərəfindən əldə edilən tövsiyə olunan axıcılıq diapazonları fərqlidir, məsələn, 150~190 mm, 160~170 mm.Şəkil 3-dən intuitiv şəkildə görünə bilər. HPMC ilə qarışdırılmış 3D çap məhlulunun axıcılığının əsasən tövsiyə olunan diapazonda olduğu, xüsusən də HPMC tərkibi 0,20% olduqda, məhlulun 60 dəqiqə ərzində axıcılığının müəyyən edilmiş həddə olduğu görülə bilər. müvafiq axıcılıq və yığılma qabiliyyətini təmin edən tövsiyə olunan diapazon.Buna görə də, uyğun miqdarda HPMC ilə məhlulun axıcılığı azalsa da, bu, ekstrüzyon qabiliyyətinin azalmasına səbəb olsa da, hələ də tövsiyə olunan diapazonda olan yaxşı ekstrudasiya qabiliyyətinə malikdir.
1.1.2HPMC-nin 3D çap məhlullarının yığılma qabiliyyətinə təsiri
Şablondan istifadə edilmədikdə, öz çəkisi altında formanın saxlanma dərəcəsinin ölçüsü materialın məhsuldarlıq gərginliyindən asılıdır ki, bu da məhlul və aqreqat arasındakı daxili birləşmə ilə bağlıdır.Müxtəlif HPMC məzmunlu 3D çap məhlullarının forma saxlanması verilmişdir.Dayanma vaxtı ilə dəyişmə dərəcəsi.HPMC əlavə edildikdən sonra, məhlulun forma saxlama sürəti xüsusilə ilkin mərhələdə və 20 dəqiqə ərzində yaxşılaşdırılır.Bununla birlikdə, dayanma müddətinin uzadılması ilə, HPMC-nin məhlulun forma saxlama sürətinə yaxşılaşdırıcı təsiri tədricən zəiflədi, bu da əsasən tutma dərəcəsinin əhəmiyyətli dərəcədə artması ilə əlaqədar idi.60 dəqiqə dayandıqdan sonra yalnız 0,20% və 0,30% HPMC məhlulun forma saxlama dərəcəsini yaxşılaşdıra bilər.
Müxtəlif HPMC tərkibli 3D çap məhlulunun nüfuz müqaviməti testinin nəticələri Şəkil 5-də göstərilmişdir. Şəkil 5-dən göründüyü kimi, nüfuzetmə müqaviməti ümumiyyətlə dayanma müddətinin uzadılması ilə artır, bu da əsasən su axını ilə bağlıdır. sementin nəmləndirilməsi prosesi zamanı şlam.O, tədricən sərt bərk cismə çevrildi;ilk 80 dəqiqədə HPMC-nin daxil edilməsi penetrasiya müqavimətini artırdı və HPMC-nin tərkibinin artması ilə nüfuz müqaviməti artdı.Nüfuz müqaviməti nə qədər böyükdürsə, tətbiq olunan yükə görə materialın deformasiyası HPMC-nin müqaviməti nə qədər böyükdürsə, bu, HPMC-nin 3D çap məhlulunun ilkin yığılma qabiliyyətini yaxşılaşdıra biləcəyini göstərir.HPMC-nin polimer zəncirindəki hidroksil və efir bağları hidrogen bağları vasitəsilə su ilə asanlıqla birləşdiyindən, sərbəst suyun tədricən azalması və hissəciklər arasındakı əlaqənin artması ilə sürtünmə qüvvəsi artır, buna görə də erkən nüfuz müqaviməti daha böyük olur.80 dəqiqə dayandıqdan sonra, sementin nəmləndirilməsi səbəbindən, HPMC olmayan boş qrupun nüfuz müqaviməti sürətlə artdı, HPMC ilə test qrupunun nüfuz müqaviməti isə artdı. Təxminən 160 dəqiqə dayanana qədər sürət əhəmiyyətli dərəcədə dəyişmədi.Chen və digərlərinin fikrincə, bu, əsasən, HPMC-nin sement hissəcikləri ətrafında qoruyucu bir film meydana gətirməsi ilə əlaqədardır ki, bu da bərkimə müddətini uzadır;Pourchez və başqaları.Bunun əsasən liflə əlaqədar olduğu güman edilir ki, sadə efir parçalanma məhsulları (məsələn, karboksilatlar) və ya metoksil qrupları Ca(OH)2 əmələ gəlməsini ləngitməklə sementin nəmləndirilməsini gecikdirə bilər.Qeyd etmək lazımdır ki, nümunənin səthində suyun buxarlanması nəticəsində nüfuz müqavimətinin inkişafının qarşısını almaq üçün bu təcrübə eyni temperatur və rütubət şəraitində aparılmışdır.Bütövlükdə, HPMC ilkin mərhələdə 3D çap məhlulunun yığılma qabiliyyətini effektiv şəkildə yaxşılaşdıra, laxtalanmanı gecikdirə və 3D çap məhlulunun çap müddətini uzada bilər.
3D çap məhlulu obyekti (uzunluq 200 mm × eni 20 mm × təbəqənin qalınlığı 8 mm): HPMC olmayan boş qrup ciddi şəkildə deformasiyaya uğramış, çökmüş və yeddinci təbəqəni çap edərkən qanaxma problemləri olmuşdur;M-H0.20 qrup havan yaxşı yığılma qabiliyyətinə malikdir.13 qat çap edildikdən sonra yuxarı kənarın eni 16,58 mm, alt kənarın eni 19,65 mm, yuxarıdan aşağıya nisbəti (yuxarı kənarın eninin alt kənarın eninə nisbəti) 0,84-dir.Ölçü sapması kiçikdir.Buna görə də, HPMC-nin birləşdirilməsinin məhlulun çap qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra biləcəyi çap yolu ilə təsdiq edilmişdir.Məhlulun axıcılığı 160~170 mm-də yaxşı ekstrudativliyə və stackableliyə malikdir;forma saxlama dərəcəsi 70% -dən azdır, ciddi şəkildə deformasiya olunur və çap tələblərinə cavab vermir.
1.2HPMC-nin 3D çap məhlullarının reoloji xassələrinə təsiri
Müxtəlif HPMC məzmunu altında təmiz pulpanın görünən özlülüyü verilmişdir: kəsmə sürətinin artması ilə təmiz pulpanın görünən özlülüyü azalır və kəsmə incəlməsi fenomeni yüksək HPMC məzmunu altında olur.Bu daha aydındır.HPMC molekulyar zənciri nizamsızdır və aşağı sürüşmə sürətində daha yüksək özlülük göstərir;lakin yüksək kəsmə sürətində HPMC molekulları kəsmə istiqaməti boyunca paralel və nizamlı şəkildə hərəkət edir, molekulların sürüşməsini asanlaşdırır, buna görə də cədvəl Bulamacın görünən özlülüyü nisbətən aşağıdır.Kəsmə sürəti 5,0 s-1-dən çox olduqda, boş qrupda P-H0-ın görünən özlülüyü 5 Pa s ərzində əsasən sabitdir;HPMC əlavə edildikdən sonra şlamın görünən özlülüyü artır və HPMC ilə qarışdırılır.HPMC-nin əlavə edilməsi sement hissəcikləri arasında daxili sürtünməni artırır ki, bu da pastanın görünən özlülüyünü artırır və makroskopik göstərici ondan ibarətdir ki, 3D çap məhlulunun ekstrudasiya qabiliyyəti azalır.
Reoloji sınaqda təmiz məhlulun kəsilmə gərginliyi və kəsilmə sürəti arasında əlaqə qeydə alınmış və nəticələrə uyğunlaşdırmaq üçün Bingham modelindən istifadə edilmişdir.Nəticələr Şəkil 8 və Cədvəl 3-də göstərilmişdir. HPMC-nin tərkibi 0,30% olduqda, sınaq zamanı kəsmə sürəti 32,5-dən çox idi, məhlulun özlülüyü s-1-də alətin diapazonunu aşdıqda, müvafiq məlumatlar xal toplamaq mümkün deyil.Ümumiyyətlə, stabil mərhələdə (10,0~50,0 s-1) yüksələn və enən əyrilərlə əhatə olunan sahə məlhəmin tiksotropiyasını xarakterizə etmək üçün istifadə olunur [21, 33].Tiksotropiya xaricdən kəsmə qüvvəsinin təsiri altında məhlulun böyük axıcılığa malik olması və kəsmə hərəkəti ləğv edildikdən sonra ilkin vəziyyətinə qayıda bilməsi xüsusiyyətinə aiddir.Müvafiq tiksotropiya məhlulun çap oluna bilməsi üçün çox vacibdir.Şəkil 8-dən görünür ki, HPMC olmayan boş qrupun tiksotropik sahəsi cəmi 116,55 Pa/s təşkil etmişdir;0,10% HPMC əlavə etdikdən sonra xalis pastanın tiksotropik sahəsi əhəmiyyətli dərəcədə artaraq 1 800,38 Pa/s;-nin artması ilə pastanın tiksotropik sahəsi azaldı, lakin yenə də boş qrupdan 10 dəfə yüksək idi.Tiksotropiya nöqteyi-nəzərindən HPMC-nin birləşdirilməsi məhlulun çap qabiliyyətini xeyli yaxşılaşdırdı.
Ekstruziyadan sonra məhlulun öz formasını saxlaması və sonrakı ekstrüde edilmiş təbəqənin yükünə tab gətirə bilməsi üçün məhlulun daha yüksək məhsuldarlıq gərginliyinə malik olması lazımdır.Cədvəl 3-dən görünür ki, xalis məhlulun τ0 çıxma gərginliyi HPMC əlavə edildikdən sonra xeyli yaxşılaşır və HPMC-yə bənzəyir.HPMC-nin məzmunu müsbət əlaqələndirilir;HPMC-nin tərkibi 0,10%, 0,20% və 0,30% olduqda, xalis pastanın məhsuldarlıq gərginliyi boş qrupdan müvafiq olaraq 8,6, 23,7 və 31,8 dəfə artır;HPMC tərkibinin artması ilə plastik özlülük μ də artır.3D Çap tələb edir ki, məhlulun plastik viskozitesi çox kiçik olmamalıdır, əks halda ekstruziyadan sonra deformasiya böyük olacaq;eyni zamanda, materialın ekstruziyasının tutarlılığını təmin etmək üçün uyğun bir plastik viskozite saxlanılmalıdır.Xülasə, reologiya nöqteyi-nəzərindən HPMC-nin birləşməsi 3D çap məhlulunun yığılma qabiliyyətinin yaxşılaşdırılmasına müsbət təsir göstərir.HPMC-ni daxil etdikdən sonra, təmiz pasta hələ də Bingham reoloji modelinə uyğundur və uyğunluq yaxşılığı R2 0,99-dan aşağı deyil.
1.3HPMC-nin 3D çap məhlulunun mexaniki xassələrinə təsiri
3D çap məhlulunun 28 d sıxılma gücü və əyilmə gücü.HPMC tərkibinin artması ilə 3D çap məhlulunun 28 d sıxılma və əyilmə gücü azaldı;HPMC-nin tərkibi 0,30%-ə çatdıqda, 28 d sıxılma gücü və əyilmə gücü müvafiq olaraq 30,3 və 7,3 MPa-dır.Tədqiqatlar göstərdi ki, HPMC müəyyən bir hava tutma təsirinə malikdir və onun tərkibi çox yüksək olarsa, məhlulun daxili məsaməliliyi əhəmiyyətli dərəcədə artacaq;Diffuziya müqaviməti artır və hamısını boşaltmaq çətindir.Buna görə də, məsaməliliyin artması HPMC-nin yaratdığı 3D çap məhlulunun möhkəmliyinin azalmasına səbəb ola bilər.
3D çapın unikal laminasiya qəlibləmə prosesi bitişik təbəqələr arasında strukturda və mexaniki xassələrdə zəif sahələrin olmasına gətirib çıxarır və təbəqələr arasında bağlanma gücü çap olunan komponentin ümumi gücünə böyük təsir göstərir.3D çap üçün 0,20% HPMC M-H0,20 ilə qarışdırılmış məhlul nümunələri kəsilmiş və təbəqələrarası birləşmənin gücü təbəqələrarası parçalanma üsulu ilə sınaqdan keçirilmişdir.Üç hissənin təbəqələrarası bağlanma gücü 1,3 MPa-dan yüksək idi;və təbəqələrin sayı az olduqda, təbəqələrarası əlaqə gücü bir qədər yüksək idi.Səbəb o ola bilər ki, bir tərəfdən yuxarı təbəqənin çəkisi aşağı təbəqələri daha sıx birləşdirir;digər tərəfdən, alt təbəqənin çapı zamanı məhlulun səthi daha çox nəmliyə malik ola bilər, üst qatın çapı zamanı məhlulun səthinin nəmliyi isə buxarlanma və nəmlənmə nəticəsində azalır, beləliklə, alt təbəqələr arasında bağlanma daha güclü olur.
1.4HPMC-nin 3D Çap Harçının Mikromorfologiyasına Təsiri
M-H0 və M-H0.20 nümunələrinin 3 yaşda olan SEM şəkilləri göstərir ki, M-H0.20 nümunələrinin səthi məsamələri 0.20% HPMC əlavə edildikdən sonra əhəmiyyətli dərəcədə artıb və məsamə ölçüsünün ölçüsündən daha böyükdür. boş qrup.Bu, bir tərəfdən, ona görədir ki, HPMC vahid və incə məsamələri təqdim edən hava tutma effektinə malikdir;digər tərəfdən, ola bilər ki, HPMC-nin əlavə edilməsi məhlulun özlülüyünü artırır və bununla da şlamın içərisində havanın boşalma müqavimətini artırır.Artım məhlulun mexaniki xüsusiyyətlərinin azalmasının əsas səbəbi ola bilər.Xülasə etmək lazımdır ki, 3D çap məhlulunun möhkəmliyini təmin etmək üçün HPMC-nin tərkibi çox böyük olmamalıdır (≤ 0,20%).
Yekun olaraq
(1) Hidroksipropil metilselüloz HPMC məhlulun çap qabiliyyətini yaxşılaşdırır.HPMC-nin tərkibinin artması ilə məhlulun ekstrüde qabiliyyəti azalır, lakin yenə də yaxşı ekstrudativliyə malikdir, yığılma qabiliyyəti yaxşılaşır və çap müddəti uzanır.HPMC əlavə edildikdən sonra məhlulun alt qatının deformasiyasının azaldığı və HPMC tərkibi 0,20% olduqda yuxarı-aşağı nisbətinin 0,84 olduğu çapla təsdiq edilmişdir.
(2) HPMC 3D çap məhlulunun reoloji xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırır.HPMC tərkibinin artması ilə məhlulun görünən özlülüyü, məhsuldarlıq gərginliyi və plastik özlülüyü artır;tiksotropiya əvvəlcə artır, sonra isə azalır və çap qabiliyyəti əldə edilir.Təkmilləşdirmə.Reologiya nöqteyi-nəzərindən HPMC-nin əlavə edilməsi məhlulun çap qabiliyyətini də yaxşılaşdıra bilər.HPMC əlavə etdikdən sonra məhlul hələ də Bingham reoloji modelinə uyğundur və uyğunluq yaxşılığı R2≥0,99.
(3) HPMC əlavə edildikdən sonra materialın mikro strukturu və məsamələri artır.HPMC-nin tərkibinin 0,20% -dən çox olmaması tövsiyə olunur, əks halda havanın mexaniki xüsusiyyətlərinə böyük təsir göstərəcəkdir.3D çap məhlulunun müxtəlif təbəqələri arasında bağlanma gücü bir qədər fərqlidir və təbəqələrin sayı Daha az olduqda, məhlul təbəqələri arasında bağlanma gücü daha yüksək olur.
Göndərmə vaxtı: 27 sentyabr 2022-ci il