15.03.2021 by Milena Riedl
Как фото-ДСК улучшает протоколы испытаний жидких образцов для аддитивного производства
Фотополимеры приобретают все большее значение во многих отраслях промышленности. Цифровой световой синтез (DLS), технология аддитивного производства, является ярким примером использования фотополимеров. Узнайте, почему NETZSCH Photo-DSC является проверенным методом оптимизации процесса аддитивного производства.
Например, они используются в качестве стандартных материалов для клеев, красок и композитов, а также лаков на различных подложках. Новые области применения материала включают упаковку для пищевых продуктов, биомедицинские имплантаты и аддитивное производство (AM).
Цифровой световой синтез (DLS), технология аддитивного производства, ранее известная как непрерывное производство жидкого интерфейса (CLIP), является ярким примером использования фотополимеров в AM.
Узнайте больше о DLS, также известной как непрерывное производство жидкого интерфейса (CLIP), в нашей серии видеоматериалов "Материаловедение в аддитивном производстве". Нажмите здесь, чтобы перейти к видео!
Фото-ДСК - проверенный метод анализа фотополимеров
Прибор использовался для отслеживания термического превращения, а также для определения оптимального времени и интенсивности облучения УФ-реактивных смол. Было показано, что Photo-DSC подходит для отслеживания всего процесса фотополимеризации смол двойного отверждения в DLS и дополнительного обнаружения термического постотверждения. Читайте статью здесь!
Задачи для дальнейших исследованийarch
Авторы научной статьи признали, что в предыдущих исследованиях упоминается только масса образца и толщина пленки для исследуемых образцов жидкой смолы. При этом отсутствует информация о форме образца в тиглях, которая может существенно повлиять на результаты измерений.
Кроме того, до сих пор не рассматривался вопрос об использовании автоматического устройства смены образцов (ASC). ASC "может автоматически помещать и извлекать образцы, что, например, позволяет проводить измерения в течение ночи". ASC часто используется для измерений ДСК с твердыми образцами, но влияние длительного времени между подготовкой образца и началом измерений (время выдержки) еще не исследовалось для жидких фотополимеров [1]"
Для исследования использовались двухкомпонентные системы смол RPU 70 и EPX 82.
С полным текстом статьи "Метод фото-ДСК для жидких образцов, используемых при фотополимеризации в чанах" Бахманна Дж. и др. можно ознакомиться здесь!
Результат № 1: Ускорение протокола испытаний фото-ДСК
Проведена оценка нового протокола испытаний для измерения фотополимеров с помощью фото-ДСК. Авторы статьи обнаружили, что "уменьшение количества сегментов экспозиции с 4 x 2 мин до 2 x 3 мин не оказывает существенного влияния на измерение фото-ДСК RPU 70 - часть A. Таким образом, общее время протокола испытания фото-ДСК может быть сокращено с 42 мин до 24 мин при сохранении той же точности измерений" [1].
Результат № 2: Влияние температуры и кислорода на УФ-реакцию
Было обнаружено, что "влияние температуры на фотополимеризацию RPU 70 гораздо сильнее, чем на EPX 82" [1]. Одновременно "обе смолы демонстрируют снижение теплоты реакции при увеличении концентрации кислорода" [1].
Результат № 3: Как форма образца, масса образца и время выдержки влияют на измерения
Авторы статьи обнаружили, что "форма образца в виде спрея весом 1,0 мг является оптимальной для подготовки образцов для исследований, близких к процессу, таких как длина волны, интенсивность света, время экспозиции и атмосфера" [1]. Если же вас интересует влияние длительного времени пребывания, то оптимальной будет форма образца в виде капли весом 2,8 мг.
Результат № 4: Как различные тигли и время выдержки влияют на измерения фото-ДСК
В более ранних экспериментах стало очевидно, что "потеря массы за счет испарения реагирующих молекул играет гораздо большую роль", чем эффекты диффузии O2и УФ-облучения окружающей среды. Чтобы определить, можно ли уменьшить испарение, использовались различные виды покрытий тиглей NETZSCH.
Было обнаружено, что использование SFI-тиглей (алюминиевая кастрюля с углублением для большей площади поверхности образца), покрытых 300 мкл Al2O3-тиглей(удаленных незадолго до измерения), приводит к наименьшей потере массы при использовании автоматического устройства смены образцов (ASC).
Фото-ДСК с автоматической сменой образцов - ключ к исследованию фотополимеров
Исследование Bachmann J. et al. показало, что NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix® - это современный прибор, позволяющий проводить комплексный анализ фотополимеров, используемых в технологии DLS Additive Manufacturing.
Подтвержденная возможность получения надежных результатов при использовании автоматического устройства смены образцов (ASC) позволяет проводить измерения в течение ночи.
Источник [1] https://doi.org/10.1016/j.aca.2021.338268
Бесплатная электронная книга
Термический анализ и реология в аддитивном производстве полимеров
Откройте для себя секреты, лежащие в основе революционных возможностей АМ! Наша новая электронная книга глубоко погружается в суть АМ, раскрывая возможности надежных методов определения характеристик материалов, в частности термического анализа и реологии.