Zkoumání duálně vytvrzujících pryskyřic pro digitální světelnou syntézu (DLS) pomocí přístroje Photo-DSC 204 F1 Phoenix^®

Využití fotopolymerů pro technologii aditivní výroby (AM) Vatová fotopolymerizace (VP) se v posledních letech zvýšilo. Mezi důvody tohoto nárůstu patří úspěšné snahy o zlepšení mechanických, optických, chemických a tepelných vlastností materiálů. Digitální světelná syntéza (DLS) je jedním z nejnovějších vývojových trendů v této oblasti.

Více informací o DLS, známé také jako kontinuální výroba kapalných rozhraní (CLIP), se dozvíte v našem videoseriálu Materiálové vědy v aditivní výrobě. Klikněte zde a přejděte na video!

Co jsou to pryskyřice s duálním vytvrzováním?

Kalifornská společnost Carbon, Inc. nejenže vyvinula proces DLS, ale je také průkopníkem systému dvousložkové pryskyřice.

Část A a část B systému pryskyřice "jsou zpočátku smíchány v předem definovaném směšovacím poměru a během DLS získávají svou rozměrovou stabilitu díky vytvrzování ultrafialovým zářením (UV). Jejich konečných mechanických vlastností se však dosáhne postupným tepelným Vytvrzování (síťovací reakce)V doslovném překladu termín "crosslinking" znamená "křížové propojení". V chemickém kontextu se používá pro reakce, při nichž se molekuly spojují kovalentními vazbami a vytvářejí trojrozměrné sítě.vytvrzováním v konvekční peci." [1]

Díky tomuto mechanismu dvojího vytvrzování je sice široká škála materiálů vhodná pro DLS, ale celková doba zpracování se prodlužuje dodatečným Vytvrzování (síťovací reakce)V doslovném překladu termín "crosslinking" znamená "křížové propojení". V chemickém kontextu se používá pro reakce, při nichž se molekuly spojují kovalentními vazbami a vytvářejí trojrozměrné sítě.vytvrzováním v konvekční peci, které může trvat několik hodin, než se dosáhne úplného vytvrzení.

Výzva fotopolymerů AM

Hlavním problémem fotopolymerů je jejich křehkost. Materiály získají status výrobního standardu pouze tehdy, jsou-li zaručeny vysoce konzistentní a reprodukovatelné vlastnosti a stabilita procesu. "Tepelné vytvrzování, a tedy teplota, je rozhodujícím faktorem pro systémy s duálním Vytvrzování (síťovací reakce)V doslovném překladu termín "crosslinking" znamená "křížové propojení". V chemickém kontextu se používá pro reakce, při nichž se molekuly spojují kovalentními vazbami a vytvářejí trojrozměrné sítě.vytvrzováním. Dosud je však málo známo o důsledcích zvýšené teploty, např. v důsledku silného ExotermickéPřechod vzorku nebo reakce je exotermická, pokud při ní vzniká teplo.exotermického reakčního tepla způsobeného radikálovou fotopolymerizací během DLS nebo vyšší pokojové teploty." [1]

Výzkumná otázka a cíle

Výzkumnou práci "Zkoumání vlivu teploty na duální vytvrzování uretan-metakrylátové pryskyřice Rigid Polyurethane 70 (RPU 70) v digitální světelné syntéze (DLS)" napsali J. Bachmann, E. Gleis, G. Fruhmann, J. Riedelbauch, S. Schmölzer a O. Hinrichsen. Jejím cílem je "charakterizovat vliv teploty na duálně vytvrzovanou pryskyřici [...] a poskytnout hlubší pochopení mechanismu chemických reakcí RPU 70 v procesu duálního vytvrzování" [1]

Celý článek je k dispozici zde: https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677

Sledování kompletní reakce a tepelné konverze pomocí Photo-DSC

"Tepelná přeměna kapalné pryskyřice na elastomer byla analyzována pomocí měření viskozity, infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FT-IR), diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) a fotodistanční spektrometrie." [1]

Analýza pomocí NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix^® byla nejefektivnější metodou při sledování tepelné přeměny a také k Identify optimální doby expozice a intenzity expozice pro UV reaktivní pryskyřice.

Přístroj Photo-DSC je proto vhodný ke sledování celého procesu fotopolymerizace duálně vytvrzovaných pryskyřic v DLS a k dodatečnému zjišťování tepelného dotvrzení.

Zdroj:

[1] https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677