Исследование смол двойного отверждения для цифрового светового синтеза (DLS) с помощью Photo-DSC 204 F1 Phoenix^®

Использование фотополимеров для аддитивного производства (AM) по технологии Vat Photopolymerization (VP) в последние годы растет. Причины такого роста кроются в успешных попытках улучшить механические, оптические, химические и термические свойства материалов. Цифровой синтез света (DLS) - одна из последних разработок в этой области.

Узнайте больше о DLS, также известном как непрерывное производство жидкого интерфейса (CLIP), в нашей серии видеоматериалов "Материаловедение в аддитивном производстве". Нажмите здесь, чтобы перейти к видео!

Что такое смолы двойного отверждения?

Калифорнийская компания Carbon, Inc. не только разработала процесс DLS, но и стала первопроходцем в создании двухкомпонентной системы смол.

Части A и B системы смол "первоначально смешиваются в заданном соотношении и приобретают стабильность размеров благодаря ультрафиолетовому (УФ) отверждению в процессе DLS. Однако их окончательные механические свойства достигаются путем последовательного термического отверждения в конвекционной печи" [1]

Хотя этот механизм двойного отверждения делает широкий спектр материалов пригодным для DLS, общее время обработки увеличивается за счет дополнительного отверждения в конвекционной печи, которое может занять несколько часов для достижения полного отверждения.

Задача фотополимеров AM

Основной проблемой фотополимеров является их хрупкость. Материалы приобретают статус производственного стандарта только в том случае, если гарантируется высокая стабильность и воспроизводимость свойств, а также стабильность процесса. "Термическое отверждение и, соответственно, температура являются решающим фактором для систем двойного отверждения. Однако до сих пор мало что известно о последствиях повышения температуры, например, из-за сильного экзотермического тепла реакции, вызванной радикальной фотополимеризацией во время DLS, или более высоких комнатных температур." [1]

Research вопрос и цели

arcАвторами статьи "Исследование влияния температуры на уретан-метакрилатную смолу двойного отверждения Rigid Polyurethane 70 (RPU 70) при цифровом световом синтезе (DLS)" являются Й. Бахманн, Э. Глейс, Г. Фруманн, Й. Ридельбаух, С. Шмёльцер и О. Хинрихсен. Его цель - "охарактеризовать влияние температуры на смолу двойного отверждения [...] и обеспечить более глубокое понимание механизма химической реакции RPU 70 в процессе двойного отверждения" [1]

Полный текст статьи доступен здесь: https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677

Отслеживание полной реакции и термического превращения с помощью фото-ДСК

"Термическое превращение жидкой смолы в эластомер анализировалось с помощью измерений вязкости, ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием (ИК-Фурье ), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и фото-ДСК." [1]

Анализ с помощью прибора NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix^® оказался наиболее эффективным методом для отслеживания термического превращения, а также для определения оптимального времени и интенсивности облучения УФ-реактивных смол.

Таким образом, Photo-DSC подходит для отслеживания полного процесса фотополимеризации смол двойного отверждения в DLS и дополнительного определения термического постотверждения.

Источник:

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