15.03.2021 by Milena Riedl
Hvordan foto-DSC fremmer testprotokoller for flydende prøver til additiv fremstilling
Fotopolymerer har fået øget betydning i mange industrier. Digital Light Synthesis (DLS), en teknologi til additiv fremstilling, er et godt eksempel på brugen af fotopolymerer. Læs, hvorfor NETZSCH Photo-DSC er en gennemprøvet metode til at optimere den additive fremstillingsproces.
De bruges f.eks. som standardmaterialer til klæbemidler, maling og kompositter samt lakker på forskellige underlag. Nye anvendelsesmuligheder for materialet omfatter fødevareemballage, biomedicinske implantater og additiv fremstilling (AM).
Digital Light Synthesis (DLS), en teknologi til additiv fremstilling, der tidligere var kendt som Continuous Liquid Interface Production (CLIP), er et godt eksempel på brugen af fotopolymerer i AM.
Lær mere om DLS, også kendt som Continuous Liquid Interface Production (CLIP), i vores videoserie Material Science in Additive Manufacturing. Klik her for at komme til videoen!
Foto-DSC er en gennemprøvet metode til at analysere fotopolymerer
Instrumentet er blevet brugt til at spore den termiske konvertering samt til at identificere optimale eksponeringstider og eksponeringsintensitet for UV-reaktive harpikser. Det har vist sig, at Photo-DSC er velegnet til at spore hele fotopolymeriseringsprocessen for dobbelthærdende harpikser i DLS og desuden registrere termisk efterhærdning. Læs artiklen her!
Mål for yderligere forskning
Forfatterne til den aktuelle videnskabelige artikel erkendte, at tidligere undersøgelser kun nævner prøvemasse og filmtykkelse for de undersøgte flydende harpiksprøver. Der er dog ingen oplysninger om prøvens form i diglerne, hvilket kan have stor indflydelse på målingerne.
Desuden er brugen af en automatisk prøveudskifter (ASC) ikke blevet overvejet indtil videre. En ASC "kan automatisk placere og fjerne prøverne, hvilket f.eks. muliggør målinger natten over. ASC bruges ofte til DSC-målinger med faste prøver, men effekten af lange tider mellem prøveforberedelse og start af målingerne (dwell times) er endnu ikke blevet undersøgt for flydende fotopolymerer [1]."
Til undersøgelsen blev de todelte resinsystemer RPU 70 og EPX 82 brugt.
Den fulde artikel "Photo-DSC method for liquid samples used in vat photopolymerization" af Bachmann J. et al. kan læses her!
Resultat nr. 1: Gør foto-DSC-testprotokollen hurtigere
En ny testprotokol til måling af fotopolymerer med foto-DSC er blevet evalueret. Forfatterne af artiklen fandt, at "reduktion af eksponeringssegmenterne fra 4 x 2 min til 2 x 3 min ikke har nogen signifikant effekt på foto-DSC-målingen af RPU 70 - del A. Den samlede tid for foto-DSC-testprotokollen kan således forkortes fra 42 min til 24 minutter, samtidig med at den samme målenøjagtighed opretholdes" [1].
Resultat nr. 2: Indflydelse af temperatur og ilt på UV-reaktion
Det blev konstateret, at "temperaturens indflydelse på fotopolymerisering af RPU 70 er meget større end på EPX 82" [1]. Samtidig viser "begge harpikser et fald i reaktionsvarmen med stigende iltkoncentration" [1].
Resultat nr. 3: Hvordan prøveform, prøvemasse og opholdstid påvirker målingerne
Forfatterne af artiklen fandt, at "den spredte prøveform på 1,0 mg er den optimale prøveforberedelse til procesnære undersøgelser som bølgelængde, lysintensitet, eksponeringstid og atmosfære" [1]. Hvis man er interesseret i virkningerne af lange opholdstider, er prøveformen med 2,8 mg dråber optimal.
Resultat nr. 4: Hvordan forskellige digler og opholdstid påvirker foto-DSC-målinger
I tidligere eksperimenter blev det tydeligt, "at massetab på grund af FordampningFordampning af et grundstof eller en forbindelse er en faseovergang fra væskefase til damp. Der findes to typer fordampning: fordampning og kogning.fordampning af reaktive molekyler spiller en meget større rolle" end virkningerne afO2-diffusionog UV-stråling fra omgivelserne. Forskellige slags digelovertræk på NETZSCH blev brugt til at identificere, om fordampningen kan reduceres.
Brug af SFI-digler (Al-pande med en fordybning for mere ensartet prøveoverflade), der er dækket af 300 µl Al2O3-digler(fjernet kort før målingen), viste sig at give det laveste massetab ved brug af en automatisk prøveskifter (ASC).
Foto-DSC'er med automatisk prøveskifter er nøglen til at undersøge fotopolymerer
Undersøgelsen af Bachmann J. et al. viste, at NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix® er et topmoderne instrument, der giver mulighed for omfattende analyse af fotopolymerer, der anvendes i DLS Additive Manufacturing-teknologien.
Den bekræftede mulighed for at opnå pålidelige resultater ved brug af en automatisk prøveskifter (ASC) giver mulighed for målinger natten over.
GRATIS e-bog
Termisk analyse og reologi i additiv fremstilling af polymerer
Opdag hemmelighederne bag AM's banebrydende muligheder! Vores nyligt udgivne e-bog dykker dybt ned i hjertet af AM og afslører styrken ved pålidelige materialekarakteriseringsteknikker, især termisk analyse og reologi.