Cum îmbunătățește Photo-DSC protocoalele de testare a probelor lichide pentru fabricarea aditivă

De exemplu, acestea sunt utilizate ca materiale standard pentru adezivi, vopsele și materiale compozite, precum și lacuri pe diferite substraturi. Printre noile aplicații pentru acest material se numără ambalarea alimentelor, implanturile biomedicale și fabricarea aditivă (AM).

Digital Light Synthesis (DLS), o tehnologie de fabricare aditivă cunoscută anterior sub denumirea de Continuous Liquid Interface Production (CLIP), este un prim exemplu de utilizare a fotopolimerilor în AM.

Aflați mai multe despre DLS, cunoscută și sub denumirea de Continuous Liquid Interface Production (CLIP), în seria noastră video Știința materialelor în fabricarea aditivă. Faceți clic aici pentru a ajunge la video!

Foto-DSC este o metodă dovedită pentru analiza fotopolimerilor

Instrumentul NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix^® a fost utilizat în multe studii anterioare și s-a dovedit "potrivit pentru caracterizarea fotopolimerilor utilizați în DLS datorită comparabilității sale cu procesul real" [1].

Instrumentul a fost utilizat pentru a urmări conversia termică, precum și pentru a identifica timpii optimi de expunere și intensitatea expunerii pentru rășinile reactive la UV. S-a demonstrat că Photo-DSC este potrivit pentru a urmări întregul proces de fotopolimerizare a rășinilor cu dublă polimerizare în DLS și, în plus, pentru a detecta postpolimerizarea termică. Citiți articolul aici!

Obiectiv pentru cercetări ulterioare

Autorii lucrării științifice în cauză au recunoscut că studiile anterioare menționează doar masa probei și grosimea peliculei pentru probele de rășină lichidă investigate. Cu toate acestea, nu există informații cu privire la forma probei în creuzete, care poate influența semnificativ măsurătorile.

În plus, utilizarea unui schimbător automat de probe (ASC) nu a fost luată în considerare până în prezent. Un ASC "poate plasa și îndepărta automat probele, ceea ce, de exemplu, permite efectuarea de măsurători peste noapte. ASC este adesea utilizat pentru măsurătorile DSC cu probe solide, dar efectul timpilor lungi dintre pregătirea probei și începerea măsurătorilor (timpii de așteptare) nu a fost încă investigat pentru fotopolimerii lichizi [1]."

Pentru studiu, au fost utilizate sistemele de rășină în două părți RPU 70 și EPX 82.

Lucrarea completă "Photo-DSC method for liquid samples used in vat photopolymerization" de Bachmann J. et al. poate fi accesată aici!

Rezultatul nr. 1: Accelerarea protocolului de testare foto-DSC

A fost evaluat un nou protocol de testare pentru măsurarea fotopolimerilor cu foto-DSC. Autorii lucrării au constatat că "reducerea segmentelor de expunere de la 4 x 2 min la 2 x 3 min nu are niciun efect semnificativ asupra măsurării foto-DSC a RPU 70 - partea A. Timpul total al protocolului de testare foto-DSC poate fi astfel scurtat de la 42 min la 24 min, menținând aceeași precizie de măsurare" [1].

Rezultatul nr. 2: Influența temperaturii și a oxigenului asupra reacției UV

S-a constatat că "influența temperaturii asupra fotopolimerizării RPU 70 este mult mai mare decât asupra EPX 82" [1]. Simultan, "ambele rășini prezintă o scădere a căldurii de reacție odată cu creșterea concentrației de oxigen" [1].

Rezultatul nr. 3: Modul în care forma probei, masa probei și timpul de staționare influențează măsurătorile

Autorii lucrării au constatat că "forma probei întinse de 1,0 mg este pregătirea optimă a probei pentru investigații apropiate de proces, cum ar fi lungimea de undă, intensitatea luminii, timpul de expunere și atmosfera" [1]. În cazul în care cineva este interesat de efectele timpilor lungi de ședere, forma optimă a probei cu picătură de 2,8 mg.

Rezultatul nr. 4: Cum influențează diferitele creuzete și timpul de staționare măsurătorile foto-DSC

În experimentele anterioare, a devenit evident că "pierderea de masă datorată evaporării moleculelor reactive joacă un rol mult mai important" decât efectele_{difuziei O2}și ale radiației UV ambientale. Au fost utilizate diferite tipuri de acoperiri ale creuzetului prin NETZSCH pentru a identifica dacă evaporarea poate fi redusă.

S-a constatat că utilizarea de creuzete SFI (o tavă de Al cu o adâncitură pentru o suprafață mai consistentă a probei) acoperite cu 300 µl de creuzete de _Al2O3(îndepărtate cu puțin timp înainte de măsurare) generează cea mai mică pierdere de masă, atunci când se utilizează un schimbător automat de probe (ASC).

Foto-DSC-urile cu schimbător automat de probe sunt esențiale pentru investigarea fotopolimerilor

Studiul realizat de Bachmann J. et al. a arătat că NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix^® este un instrument de ultimă generație care permite analiza cuprinzătoare a fotopolimerilor utilizați în tehnologia DLS Additive Manufacturing.

Posibilitatea confirmată de a obține rezultate fiabile atunci când se utilizează un schimbător automat de probe (ASC) permite efectuarea de măsurători peste noapte.

Sursa [1] https://doi.org/10.1016/j.aca.2021.338268