1.1HPMC ning 3D bosib chiqarish ohaklarini chop etish qobiliyatiga ta'siri
1.1.1HPMC ning 3D bosib chiqarish ohaklarining ekstrudativligiga ta'siri
HPMC bo'lmagan M-H0 bo'sh guruhi va HPMC tarkibi 0,05%, 0,10%, 0,20% va 0,30% bo'lgan test guruhlari turli vaqtlarda turishga ruxsat berildi va keyin suyuqlik sinovdan o'tkazildi.Ko'rinib turibdiki, HPMC ning kiritilishi ohakning suyuqligini sezilarli darajada kamaytiradi;HPMC tarkibi asta-sekin 0% dan 0,30% gacha oshirilganda, ohakning dastlabki suyuqligi mos ravishda 243 mm dan 206, 191, 167 va 160 mm gacha kamayadi.HPMC yuqori molekulyar polimerdir.Ular tarmoq strukturasini hosil qilish uchun bir-biri bilan chigallashishi mumkin va tsement shlamining birlashishi Ca(OH) 2 kabi komponentlarni kapsulalash orqali oshirilishi mumkin. Makroskopik jihatdan ohakning yopishqoqligi yaxshilanadi.Turish vaqtining kengayishi bilan ohakning hidratsiya darajasi oshadi.oshdi, vaqt o'tishi bilan suyuqlik yo'qoladi.HPMCsiz M-H0 bo'sh guruhining suyuqligi tez kamaydi.0,05%, 0,10%, 0,20% va 0,30% HPMC bo'lgan eksperimental guruhda suyuqlikning pasayish darajasi vaqt o'tishi bilan kamaydi va 60 daqiqa turgandan keyin eritmaning suyuqligi mos ravishda 180, 177, 164 va 155 mm ni tashkil etdi. .Oquvchanlik 87,3%, 92,7%, 98,2%, 96,8%.HPMC ning kiritilishi ohak suyuqligini ushlab turish qobiliyatini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin, bu HPMC va suv molekulalarining kombinatsiyasi bilan bog'liq;boshqa tomondan, HPMC shunga o'xshash filmni yaratishi mumkin U tarmoq tuzilishiga ega va tsementni o'rab oladi, bu eritmadagi suvning uchuvchanligini samarali ravishda kamaytiradi va ma'lum bir suvni ushlab turish ko'rsatkichiga ega.Shunisi e'tiborga loyiqki, HPMC tarkibi 0,20% bo'lsa, ohak suyuqligini ushlab turish qobiliyati eng yuqori darajaga etadi.
Turli xil miqdordagi HPMC bilan aralashtirilgan 3D bosma ohakning suyuqligi 160 ~ 206 mm.Turli xil printer parametrlari tufayli turli tadqiqotchilar tomonidan olingan tavsiya etilgan suyuqlik diapazonlari 150 ~ 190 mm, 160 ~ 170 mm kabi farqlanadi.3-rasmdan ko'rinib turibdiki, HPMC bilan aralashtirilgan 3D bosma ohakning suyuqligi asosan tavsiya etilgan diapazonda, ayniqsa HPMC tarkibi 0,20% bo'lsa, ohakning 60 daqiqa ichida suyuqligi tavsiya etilgan diapazon, bu tegishli suyuqlik va stackablelikni qondiradi.Shuning uchun, mos keladigan miqdordagi HPMC bilan ohakning suyuqligi pasaygan bo'lsa-da, bu ekstrudativlikning pasayishiga olib keladi, ammo u hali ham yaxshi ekstrudativlikka ega, bu tavsiya etilgan diapazonda.
1.1.2HPMC ning 3D bosib chiqarish ohaklarining stackableligiga ta'siri
Shablondan foydalanilmagan taqdirda, o'z vazni ostida shaklni ushlab turish tezligining o'lchami materialning oquvchanlik stressiga bog'liq bo'lib, bu atala va agregat o'rtasidagi ichki bog'liqlik bilan bog'liq.Turli xil HPMC tarkibiga ega bo'lgan 3D bosib chiqarish ohaklarining shaklini saqlash berilgan.Turish vaqti bilan o'zgarish tezligi.HPMC qo'shilgandan so'ng, ohakning shaklini saqlash darajasi, ayniqsa dastlabki bosqichda va 20 daqiqa davomida yaxshilanadi.Biroq, turish vaqtining kengayishi bilan HPMC ning ohak shaklini ushlab turish tezligiga ta'siri asta-sekin zaiflashdi, bu asosan ushlab turish darajasi sezilarli darajada oshishi bilan bog'liq edi.60 daqiqa turgandan so'ng, faqat 0,20% va 0,30% HPMC ohak shaklini saqlash tezligini oshirishi mumkin.
Turli xil HPMC tarkibiga ega 3D bosma ohakning penetratsion qarshilik sinovi natijalari 5-rasmda ko'rsatilgan. 5-rasmdan ko'rinib turibdiki, penetratsiya qarshiligi odatda turish vaqtining uzayishi bilan ortadi, bu asosan suyuqlik oqimi bilan bog'liq. tsement hidratsiyasi jarayonida atala.U asta-sekin qattiq qattiq moddaga aylandi;birinchi 80 daqiqada HPMC ning kiritilishi penetratsion qarshilikni oshirdi va HPMC tarkibining oshishi bilan penetratsiya qarshiligi oshdi.Penetratsion qarshilik qanchalik katta bo'lsa, qo'llaniladigan yuk tufayli materialning deformatsiyasi HPMC ning qarshiligi qanchalik katta bo'lsa, bu HPMC 3D bosma ohakning erta stackabilitesini yaxshilashi mumkinligini ko'rsatadi.HPMC ning polimer zanjiridagi gidroksil va efir aloqalari vodorod aloqalari orqali suv bilan osongina birlashtirilganligi sababli, erkin suvning asta-sekin kamayishiga olib keladi va zarralar orasidagi aloqa kuchayadi, ishqalanish kuchi ortadi, shuning uchun erta penetratsion qarshilik katta bo'ladi.80 daqiqa turgandan so'ng, tsementning hidratsiyasi tufayli HPMC bo'lmagan bo'sh guruhning penetratsion qarshiligi tez o'sdi, HPMC bilan sinov guruhining penetratsion qarshiligi ortdi. Taxminan 160 daqiqa turishgacha tezlik sezilarli darajada o'zgarmadi.Chen va boshqalarga ko'ra, bu, asosan, HPMC tsement zarralari atrofida himoya plyonka hosil qilganligi sababli, bu esa sozlash vaqtini uzaytiradi;Pourchez va boshqalar.Bu asosan tolaga bog'liq, deb taxmin qilingan oddiy efir parchalanish mahsulotlari (masalan, karboksilatlar) yoki metoksil guruhlari Ca (OH) 2 hosil bo'lishini kechiktirish orqali tsement hidratatsiyasini kechiktirishi mumkin.Ta'kidlash joizki, suvning namuna yuzasida bug'lanishi natijasida penetratsion qarshilik rivojlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun, bu tajriba bir xil harorat va namlik sharoitida o'tkazildi.Umuman olganda, HPMC dastlabki bosqichda 3D bosib chiqarish ohaklarining stackabilitesini samarali ravishda yaxshilashi, koagulyatsiyani kechiktirishi va 3D bosma ohakning bosib chiqarish vaqtini uzaytirishi mumkin.
3D bosib chiqarish ohak ob'ekti (uzunligi 200 mm × kengligi 20 mm × qatlam qalinligi 8 mm): HPMC bo'lmagan bo'sh guruh qattiq deformatsiyalangan, qulab tushgan va ettinchi qatlamni chop etishda qon ketish bilan bog'liq muammolar mavjud edi;M-H0.20 guruhli ohak yaxshi istiflenebilirliğe ega.13 ta qatlamni chop etgandan so'ng, yuqori chetining kengligi 16,58 mm, pastki chetining kengligi 19,65 mm va yuqoridan pastgacha nisbati (yuqori chekka kengligining pastki chetining kengligiga nisbati) 0,84 ni tashkil qiladi.O'lchamdagi og'ish kichik.Shu sababli, HPMC ning qo'shilishi ohakning chop etilishini sezilarli darajada yaxshilashi mumkinligi chop etish orqali tasdiqlangan.Ohak suyuqligi 160 ~ 170 mm da yaxshi ekstrudativlik va stackability mavjud;Shaklni ushlab turish darajasi 70% dan kam bo'lsa, jiddiy deformatsiyalanadi va bosib chiqarish talablariga javob bera olmaydi.
1.2HPMC ning 3D bosib chiqarish ohaklarining reologik xususiyatlariga ta'siri
Turli xil HPMC tarkibidagi sof pulpaning ko'rinadigan yopishqoqligi berilgan: kesish tezligining oshishi bilan sof pulpaning ko'rinadigan yopishqoqligi pasayadi va yuqori HPMC tarkibi ostida kesish yupqalash fenomeni.Bu aniqroq.HPMC molekulyar zanjiri tartibsiz va past kesish tezligida yuqori yopishqoqlikni ko'rsatadi;lekin yuqori kesish tezligida, HPMC molekulalari siljish yo'nalishi bo'ylab parallel va tartibli harakat qiladi, molekulalarning siljishini osonlashtiradi, shuning uchun jadval Atlamaning ko'rinadigan viskozitesi nisbatan past.Kesish tezligi 5,0 s-1 dan katta bo'lsa, bo'sh guruhdagi P-H0 ning ko'rinadigan viskozitesi 5 Pa s ichida asosan barqaror bo'ladi;HPMC qo'shilgandan keyin atalaning ko'rinadigan yopishqoqligi ortadi va u HPMC bilan aralashtiriladi.HPMC qo'shilishi tsement zarralari orasidagi ichki ishqalanishni oshiradi, bu esa pastaning ko'rinadigan yopishqoqligini oshiradi va makroskopik ko'rsatkich 3D bosma ohakning ekstrudativligi pasayadi.
Reologik sinovda sof atalaning kesish kuchlanishi va kesish tezligi o'rtasidagi bog'liqlik qayd etildi va natijalarni moslashtirish uchun Bingham modelidan foydalanildi.Natijalar 8-rasm va 3-jadvalda ko'rsatilgan. HPMC tarkibi 0,30% bo'lganida, sinov paytida kesish tezligi 32,5 dan katta bo'lgan atala yopishqoqligi s-1 da asbob diapazonidan oshib ketganda, tegishli ma'lumotlar. ball to'plash mumkin emas.Odatda, barqaror bosqichda (10,0 ~ 50,0 s-1) ko'tarilish va tushish egri chiziqlari bilan o'ralgan maydon atala tiksotropiyasini tavsiflash uchun ishlatiladi [21, 33].Tiksotropiya - bu atala tashqi kuch ta'sirida katta suyuqlikka ega bo'lishi va kesish harakati bekor qilingandan keyin asl holatiga qaytishi mumkin bo'lgan xususiyatni anglatadi.Tegishli tiksotropi, ohakning chop etilishi uchun juda muhimdir.8-rasmdan ko'rinib turibdiki, HPMCsiz bo'sh guruhning tiksotropik maydoni atigi 116,55 Pa / s edi;HPMC ning 0,10% qo'shgandan so'ng, to'r pastasining tiksotropik maydoni 1 800,38 Pa / s gacha sezilarli darajada oshdi;ning oshishi bilan pastaning tiksotropik maydoni kamaydi, lekin u hali ham bo'sh guruhga qaraganda 10 baravar yuqori edi.Tiksotropiya nuqtai nazaridan, HPMC ning qo'shilishi ohakning chop etilishini sezilarli darajada yaxshiladi.
Ekstruziyadan keyin ohak o'z shaklini saqlab turishi va keyingi ekstruziya qilingan qatlamning yukiga bardosh berishi uchun ohak yuqori rentabellikdagi stressga ega bo'lishi kerak.3-jadvaldan ko'rinib turibdiki, HPMC qo'shilgandan so'ng aniq atalaning t0 oquvchanlik stressi sezilarli darajada yaxshilanadi va u HPMCga o'xshaydi.HPMC tarkibi ijobiy bog'liqdir;HPMC ning tarkibi 0,10%, 0,20% va 0,30% bo'lsa, to'r pastasining rentabellikdagi stressi mos ravishda bo'sh guruhga nisbatan 8,6, 23,7 va 31,8 barobarga oshadi;HPMC tarkibining ortishi bilan plastik yopishqoqlik m ham ortadi.3D bosib chiqarish ohakning plastik viskozitesi juda kichik bo'lmasligini talab qiladi, aks holda ekstruziyadan keyin deformatsiya katta bo'ladi;shu bilan birga, materialning ekstruziyasining mustahkamligini ta'minlash uchun mos plastik viskoziteni saqlash kerak.Xulosa qilib aytganda, reologiya nuqtai nazaridan, HPMC korporatsiyasi 3D bosib chiqarish ohaklarining stackabilitesini yaxshilashga ijobiy ta'sir ko'rsatadi.HPMC ni qo'shgandan so'ng, sof pasta hali ham Bingham reologik modeliga mos keladi va R2 mosligi 0,99 dan past emas.
1.3HPMC ning 3D bosma ohakning mexanik xususiyatlariga ta'siri
3D bosma ohakning 28 d bosim kuchi va egilish kuchi.HPMC tarkibining oshishi bilan 3D bosma ohakning 28 d siqish va egilish kuchi kamaydi;HPMC tarkibi 0,30% ga yetganda, 28 d bosim kuchi va egilish kuchi mos ravishda 30,3 va 7,3 MPa ni tashkil qiladi.Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, HPMC ma'lum bir havoni tortuvchi ta'sirga ega va uning tarkibi juda yuqori bo'lsa, ohakning ichki g'ovakligi sezilarli darajada oshadi;Diffuziya qarshiligi kuchayadi va barchasini zaryadsizlantirish qiyin.Shu sababli, g'ovaklikning oshishi HPMC tomonidan kelib chiqqan 3D bosib chiqarish ohaklarining mustahkamligini pasayishiga sabab bo'lishi mumkin.
3D bosib chiqarishning noyob laminatsiyani shakllantirish jarayoni qo'shni qatlamlar orasidagi struktura va mexanik xususiyatlarda zaif joylar mavjudligiga olib keladi va qatlamlar orasidagi bog'lanish kuchi bosilgan komponentning umumiy kuchiga katta ta'sir ko'rsatadi.3D bosib chiqarish uchun 0,20% HPMC M-H0,20 bilan aralashtirilgan ohak namunalari kesildi va qatlamlararo bog'lanish kuchi qatlamlararo bo'linish usuli bilan sinovdan o'tkazildi.Uch qismning qatlamlararo bog'lanish kuchi 1,3 MPa dan yuqori edi;va qatlamlar soni kam bo'lganda, qatlamlararo bog'lanish kuchi biroz yuqoriroq edi.Buning sababi, bir tomondan, yuqori qatlamning tortishish kuchi pastki qatlamlarni yanada zichroq bog'lashi mumkin;boshqa tomondan, ohak yuzasi pastki qatlamni bosib chiqarishda ko'proq namlikka ega bo'lishi mumkin, yuqori qatlamni bosib chiqarishda bug'lanish va hidratsiya tufayli eritmaning sirt namligi kamayadi, shuning uchun pastki qatlamlar orasidagi bog'lanish kuchliroq bo'ladi.
1.4HPMC ning 3D bosib chiqarish ohak mikromorfologiyasiga ta'siri
3 yoshda M-H0 va M-H0.20 namunalarining SEM tasvirlari shuni ko'rsatadiki, M-H0.20 namunalarining sirt g'ovaklari 0,20% HPMC qo'shgandan keyin sezilarli darajada oshadi va g'ovak hajmi kattaroqdir. bo'sh guruh.Bu, bir tomondan, HPMC havoni tortuvchi ta'sirga ega bo'lib, bir xil va nozik teshiklarni kiritadi;boshqa tomondan, HPMC qo'shilishi atalaning viskozitesini oshiradi va shu bilan atala ichidagi havoning tushirish qarshiligini oshiradi.O'sish ohakning mexanik xususiyatlarining pasayishining asosiy sababi bo'lishi mumkin.Xulosa qilib aytganda, 3D bosma ohakning mustahkamligini ta'minlash uchun HPMC tarkibi juda katta bo'lmasligi kerak (≤ 0,20%).
Yakunida
(1) Gidroksipropil metilselüloz HPMC ohakning chop etilishini yaxshilaydi.HPMC tarkibining ko'payishi bilan ohakning ekstrudativligi pasayadi, lekin hali ham yaxshi ekstrudativlikka ega, stackability yaxshilanadi va bosib chiqarish vaqti uzaytiriladi.HPMC qo'shilgandan so'ng eritmaning pastki qatlamining deformatsiyasi kamayishi va HPMC tarkibi 0,20% bo'lsa, yuqori-pastki nisbati 0,84 ni tashkil etishi chop etish orqali tasdiqlangan.
(2) HPMC 3D bosma ohakning reologik xususiyatlarini yaxshilaydi.HPMC tarkibining oshishi bilan atalaning ko'rinadigan viskozitesi, rentabellik stressi va plastik yopishqoqligi oshadi;tiksotropiya avval ortadi, keyin esa pasayadi va bosib chiqarish qobiliyati olinadi.Yaxshilash.Reologiya nuqtai nazaridan, HPMC qo'shilishi ham ohakning chop etilishini yaxshilashi mumkin.HPMC qo'shgandan so'ng, atala hali ham Bingham reologik modeliga mos keladi va moslik yaxshiligi R2≥0,99.
(3) HPMC qo'shilgandan so'ng, materialning mikro tuzilishi va teshiklari ortadi.HPMC ning tarkibi 0,20% dan oshmasligi tavsiya etiladi, aks holda u ohakning mexanik xususiyatlariga katta ta'sir ko'rsatadi.3D bosma ohakning turli qatlamlari orasidagi bog'lanish kuchi biroz farq qiladi va qatlamlar soni Pastroq bo'lsa, ohak qatlamlari orasidagi bog'lanish kuchi yuqoriroq bo'ladi.
Yuborilgan vaqt: 27-sentabr-2022