Phello ea HPMC ho seretse sa khatiso sa 3D

1.1Tšusumetso ea HPMC ho printability ea lirekere tsa khatiso tsa 3D

1.1.1Phello ea HPMC ho extrudability ea lirekere tsa khatiso tsa 3D

Sehlopha se se nang letho M-H0 ntle le HPMC le lihlopha tsa liteko tse nang le HPMC dikahare tsa 0.05%, 0.10%, 0.20%, le 0.30% li ile tsa lumelloa ho ema ka nako e fapaneng, 'me joale metsi a lekoa. Ho ka bonoa hore ho kenyelletsoa ha HPMC Ho tla fokotsa haholo metsi a seretse; ha litaba tsa HPMC li ntse li eketseha butle-butle ho tloha ho 0% ho ea ho 0.30%, metsi a qalang a seretse a fokotseha ho tloha ho 243 mm ho ea ho 206, 191, 167, le 160 mm, ka ho latellana. HPMC ke polymer e phahameng ea molek'hule. Li ka kopanngoa hammoho ho theha mohaho oa marang-rang, 'me ho kopana ha slurry ea samente ho ka eketsoa ka likarolo tse koahelang tse kang Ca (OH) 2. Macroscopically, ho kopana ha seretse ho ntlafatsoa. Ka ho atolosoa ha nako ea ho ema, tekanyo ea hydration ea seretse e eketseha. e eketseha, mokelikeli o lahleheloa ke nako. The fluidity ea sehlopha se se nang letho M-H0 ntle le HPMC e fokotsehile ka potlako. Sehlopheng sa liteko se nang le 0.05%, 0.10%, 0.20% le 0.30% HPMC, tekanyo ea ho fokotseha ha metsi e fokotsehile ha nako e ntse e ea, 'me metsi a seretse ka mor'a ho ema metsotso e 60 e ne e le 180, 177, 164, le 155 mm, ka ho latellana. . The fluidity ke 87.3%, 92.7%, 98.2%, 96.8%. Ho kenngoa ha HPMC ho ka ntlafatsa haholo bokhoni ba ho boloka metsi a seretse, e leng ka lebaka la ho kopana ha HPMC le limolek'hule tsa metsi; ka lehlakoreng le leng, HPMC e ka etsa filimi e ts'oanang E na le sebopeho sa marang-rang mme e phuthela samente, e leng ho fokotsang ka katleho ho senyeha ha metsi ka seretse 'me e na le ts'ebetso e itseng ea ho boloka metsi. Ke habohlokoa ho hlokomela hore ha litaba tsa HPMC e le 0.20%, bokhoni ba ho boloka metsi a seretse bo fihla boemong bo phahameng ka ho fetisisa.

Mokelikeli oa seretse sa khatiso sa 3D se kopantsoeng le litekanyo tse fapaneng tsa HPMC ke 160 ~ 206 mm. Ka lebaka la liparamente tse fapaneng tsa khatiso, mefuta e khothaletsoang ea metsi e fumanoeng ke bafuputsi ba fapaneng e fapane, joalo ka 150 ~ 190 mm, 160 ~ 170 mm. Ho tloha ho Setšoantšo sa 3, e ka bonoa ka mokhoa o hlakileng Ho ka bonoa hore ho phalla ha seretse sa khatiso sa 3D se kopantsoeng le HPMC ho ka har'a sebaka se khothalletsoang, haholo-holo ha litaba tsa HPMC li le 0.20%, ho phalla ha seretse ka hare ho metsotso ea 60 ho ka hare. sebaka se khothalletsoang, se khotsofatsang metsi le stackability e loketseng. Ka hona, le hoja metsi a seretse se nang le palo e loketseng ea HPMC a fokotsehile, e leng se lebisang ho fokotseha ha extrudability, e ntse e e-na le extrudability e ntle, e leng ka har'a sebaka se khothalletsoang.

1.1.2Phello ea HPMC ho stackability ea lirekere tsa khatiso tsa 3D

Tabeng ea ho se sebelise template, boholo ba sekhahla sa ho boloka sebopeho tlas'a boima ba 'mele bo itšetlehile ka khatello ea lihlahisoa tsa thepa, e amanang le bonngoe ba ka hare pakeng tsa slurry le kakaretso. Ho fanoa ka ho boloka sebopeho sa lirekere tsa khatiso tsa 3D tse nang le litaba tse fapaneng tsa HPMC. Sekhahla sa phetoho ka nako ea ho ema. Kamora ho eketsa HPMC, sekhahla sa ho boloka sebopeho sa seretse se ntlafatsoa, ​​​​haholo-holo sethaleng sa pele le ho ema bakeng sa 20 min. Leha ho le joalo, ka ho atolosoa ha nako ea ho ema, phello ea ntlafatso ea HPMC ho sekhahla sa ho boloka sebopeho sa seretse se ile sa fokola butle-butle, se neng se bakoa haholo ke Sekhahla sa ho boloka se eketseha haholo. Kamora ho ema metsotso e 60, ke 0.20% feela le 0.30% HPMC e ka ntlafatsang sekhahla sa ho boloka sebopeho sa seretse.

Liphetho tsa tlhahlobo ea ho kenella ho kenella ha seretse sa khatiso sa 3D se nang le litaba tse fapaneng tsa HPMC li bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 5. E ka bonoa ho Setšoantšo sa 5 hore khanyetso ea ho kenella ka kakaretso e eketseha ka ho atolosoa ha nako ea ho ema, e leng haholo-holo ka lebaka la ho phalla ha slurry nakong ea ts'ebetso ea samente ea hydration. Butle-butle e ile ea iphetola ho ba ntho e thata e thata; nakong ea pele ea 80 min, ho kenngoa ha HPMC ho ile ha eketsa ho hanyetsa ho kenella, 'me ka keketseho ea litaba tsa HPMC, ho hanyetsa ho kenella ho ile ha eketseha. E kholoanyane ho hanyetsa ho kenella, ho senyeha ha thepa ka lebaka la mojaro o sebelisitsoeng Ho hanyetsa ho hoholo ha HPMC ke, e leng se bontšang hore HPMC e ka ntlafatsa stackability ea pele ea seretse sa khatiso sa 3D. Kaha li-bond tsa hydroxyl le ether holim'a ketane ea polymer ea HPMC li kopantsoe habonolo le metsi ka li-bond tsa haedrojene, e leng se etsang hore ho fokotsehe butle-butle ha metsi a sa lefelloeng le ho hokahanya ha likaroloana ho eketseha, matla a khohlano a eketseha, kahoo khanyetso ea pele ea ho kenella e ba kholoanyane. Ka mor'a ho ema metsotso ea 80, ka lebaka la hydration ea samente, khanyetso ea ho kenella ha sehlopha se se nang letho ntle le HPMC e ile ea eketseha ka potlako, ha khanyetso ea ho kenella ha sehlopha sa liteko le HPMC e eketseha Tekanyo ha ea ka ea fetoha haholo ho fihlela hoo e ka bang 160 min ea ho ema. Ho ea ka Chen et al., Sena ke haholo-holo hobane HPMC e etsa filimi e sireletsang ho pota-potile likaroloana tsa samente, tse lelefatsang nako ea ho beha; Pourchez et al. ho nahanoa hore sena se bakoa haholo-holo ka fiber Simple ether degradation lihlahisoa (tse kang carboxylates) kapa lihlopha tsa methoxyl li ka liehisa samente hydration ka ho thibela ho thehoa ha Ca(OH)2. Ke habohlokoa ho hlokomela hore, e le ho thibela nts'etsopele ea ho hanyetsa ho kenella ho se ke ha angoa ke ho fetoha mouoane ha metsi holim'a mohlala, Teko ena e ile ea etsoa tlas'a maemo a tšoanang a mocheso le mongobo. Ka kakaretso, HPMC e ka ntlafatsa ka nepo botsitso ba seretse sa khatiso sa 3D mohatong oa pele, ea lieha ho kopanya, le ho lelefatsa nako ea khatiso ea seretse sa khatiso sa 3D.

Setsi sa seretse sa khatiso sa 3D (bolelele ba 200 mm × bophara 20 mm × botenya ba 8 mm): Sehlopha se se nang letho se se nang HPMC se ne se holofetse haholo, se ile sa putlama 'me sa ba le mathata a ho tsoa mali ha se hatisa lera la bosupa; Seretse sa sehlopha sa M-H0.20 se na le stackability e ntle. Ka mor'a ho hatisa likarolo tse 13, bophara ba moeli o ka holimo ke 16.58 mm, bophara ba moeli o ka tlase ke 19.65 mm, 'me karolelano ea holimo ho ea tlase (karolelano ea bophara ba moeli o ka holimo ho bophara bo ka tlaase) ke 0,84. Phapang ea litekanyo e nyane. Ka hona, ho netefalitsoe ka khatiso hore ho kenyelletsoa ha HPMC ho ka ntlafatsa haholo ho hatisoa ha seretse. Mokelikeli oa seretse o na le extrudability e ntle le stackability ho 160 ~ 170 mm; sekhahla sa ho boloka sebopeho se ka tlase ho 70 % se holofetse haholo 'me ha se khone ho fihlela litlhoko tsa khatiso.

1.2Tšusumetso ea HPMC ho thepa ea rheological ea lirekere tsa khatiso tsa 3D

Ho fanoe ka viscosity e hlakileng ea makhasi a hloekileng tlas'a litaba tse fapaneng tsa HPMC: ka ho eketseha ha sekhahla sa ho kuta, ponahalo e bonahalang ea makhasi a hloekileng a fokotseha, 'me ketsahalo ea ho fokotsa ho kuta e tlas'a litaba tse phahameng tsa HPMC. Ho hlakile haholoanyane. Ketane ea molek'hule ea HPMC e ferekanngoa 'me e bontša viscosity e phahameng ka tekanyo e tlaase ea ho kuta; empa ka lebelo le phahameng la ho kuta, limolek'hule tsa HPMC li tsamaea ka tsela e ts'oanang 'me li hlophisehile ho latela tataiso ea ho kuta, ho etsa hore limolek'hule li be bonolo ho thella, kahoo tafole The viscosity e bonahalang ea slurry e batla e le tlaase. Ha sekhahla sa ho kuta se le seholo ho feta 5.0 s-1, viscosity e bonahalang ea P-H0 sehlopheng se se nang letho ha e le hantle e tsitsitse ka hare ho 5 Pa s; ha viscosity e bonahalang ea slurry e eketseha ka mor'a hore HPMC e eketsoe, 'me e kopantsoe le HPMC. Ho eketsoa ha HPMC ho eketsa khohlano ea ka hare pakeng tsa likaroloana tsa samente, e leng ho eketsang ponahalo e hlakileng ea paste, 'me ts'ebetso ea macroscopic ke hore extrudability ea seretse sa khatiso sa 3D e fokotseha.

Kamano pakeng tsa khatello ea ho kuta le lebelo la ho kuta la slurry e hloekileng tekong ea rheological e ile ea tlalehoa, 'me mohlala oa Bingham o ile oa sebelisoa ho lumellana le liphello. Liphetho li bontšoa ho Setšoantšo sa 8 le Letlapa la 3. Ha litaba tsa HPMC e ne e le 0.30%, tekanyo ea ho kuta nakong ea teko e ne e le kholo ho feta 32.5 Ha viscosity ea slurry e feta mefuta e mengata ea sesebelisoa ho s-1, data e lumellanang lintlha ha li khone ho bokelloa. Ka kakaretso, sebaka se kentsoeng ke li-curve tse ntseng li phahama le tse theohang sethaleng se tsitsitseng (10.0 ~ 50.0 s-1) se sebelisetsoa ho khetholla thixotropy ea slurry [21, 33]. Thixotropy e bua ka thepa eo slurry e nang le metsi a mangata tlas'a ketso ea ho kuta ka matla ka ntle, 'me e ka khutlela boemong ba eona ba pele ka mor'a hore ketso ea ho kuta e hlakotsoe. Li-thixotropy tse loketseng li bohlokoa haholo ho hatisoa ha seretse. E ka bonoa ho Setšoantšo sa 8 hore sebaka sa thixotropic sa sehlopha se se nang letho ntle le HPMC e ne e le 116.55 Pa / s feela; ka mor'a ho eketsa 0,10% ea HPMC, sebaka sa thixotropic sa marang-rang sa marang-rang se eketsehile haholo ho 1 800.38 Pa / s; Ka keketseho ea , sebaka sa thixotropic sa peista se fokotsehile, empa se ne se ntse se le ka makhetlo a 10 ho feta sa sehlopha se se nang letho. Ho ea ka pono ea thixotropy, ho kenngoa ha HPMC ho ntlafalitse haholo ho hatisoa ha seretse.

E le hore seretse se boloke sebopeho sa sona ka mor'a ho hlahisa le ho mamella mojaro oa lera le latelang la extruded, seretse se hloka ho ba le khatello e phahameng ea chai. E ka bonoa ho Lethathamo la 3 hore khatello ea lihlahisoa τ0 ea slurry ea net e ntlafatsoa haholo ka mor'a hore HPMC e eketsoe, 'me e tšoana le HPMC. Litaba tsa HPMC li amana hantle; ha litaba tsa HPMC ke 0.10%, 0.20%, le 0.30%, khatello ea chai ea letlooa e eketseha ho 8.6, 23.7, le 31.8 makhetlo a sehlopha se se nang letho, ka ho latellana; polasetiki ea viscosity μ e boetse e eketseha ka keketseho ea litaba tsa HPMC. Khatiso ea 3D e hloka hore viscosity ea polasetiki ea seretse e se be nyane haholo, ho seng joalo deformation kamora extrusion e tla ba kholo; ka nako e ts'oanang, viscosity ea polasetiki e loketseng e lokela ho bolokoa ho netefatsa ho lumellana ha lintho tse bonahalang. Ka kakaretso, ho ea ka pono ea rheology, HPMC's Incorporation e na le phello e ntle ntlafatsong ea stackability ea seretse sa khatiso sa 3D. Ka mor'a ho kenyelletsa HPMC, pente e hloekileng e ntse e lumellana le mohlala oa rheological oa Bingham, 'me botle ba R2 e loketseng ha bo tlase ho 0.99.

1.3Phello ea HPMC ho thepa ea mochini ea seretse sa khatiso sa 3D

28 d matla a hatellang le matla a feto-fetohang a seretse sa khatiso sa 3D. Ka keketseho ea litaba tsa HPMC, matla a 28 d a hatellang le a flexural a seretse sa khatiso sa 3D a fokotsehile; ha litaba tsa HPMC li fihla ho 0.30%, matla a khatello ea 28 d le The flexural strengths ke 30.3 le 7.3 MPa, ka ho latellana. Liphuputso li bontšitse hore HPMC e na le phello e itseng ea ho kenya moea, 'me haeba litaba tsa eona li phahame haholo, porosity ea ka hare ea seretse e tla eketseha haholo; Khanyetso ea ho hasana ea eketseha 'me ho thata ho e ntša kaofela. Ka hona, keketseho ea porosity e kanna ea ba lebaka la ho fokotseha ha matla a seretse sa khatiso sa 3D se bakoang ke HPMC.

Mokhoa o ikhethang oa ho bōptjoa ha lamination oa khatiso ea 3D o lebisa ho ba teng ha libaka tse fokolang mohahong le thepa ea mechine pakeng tsa lihlopha tse haufi, 'me matla a ho kopanya pakeng tsa lihlopha a na le tšusumetso e kholo ho matla a kakaretso a karolo e hatisitsoeng. Bakeng sa mehlala ea seretse sa khatiso ea 3D e kopantsoeng le 0.20% HPMC M-H0.20 e ile ea khaoloa, 'me matla a bond ea interlayer a lekoa ka mokhoa oa ho arohana ha interlayer. Matla a bond ea interlayer ea likarolo tse tharo a ne a phahame ho feta 1.3 MPa; 'me ha palo ea lihlopha e ne e le tlaase, matla a bond ea interlayer a ne a phahame hanyenyane. Lebaka e ka 'na ea e-ba hore, ka lehlakoreng le leng, matla a khoheli a lera le ka holimo a etsa hore lihlopha tse ka tlaase li tlamahane haholo; ka lehlakoreng le leng, bokaholimo ba seretse bo ka 'na ba e-ba le mongobo o mongata ha ho hatisoa lera le ka tlaase, ha mongobo o holim'a seretse o fokotseha ka lebaka la ho fetoha mouoane le ho phalla ha metsi ha ho hatisoa lera le ka holimo, kahoo Ho tlamahanngoa pakeng tsa lihlopha tse ka tlaase ho matla.

1.4Phello ea HPMC ho Micromorphology ea 3D Printing Mortar

Litšoantšo tsa SEM tsa mehlala ea M-H0 le M-H0.20 lilemong tsa 3 d li bontša hore masoba a holim'a mefuta ea M-H0.20 a eketsehile haholo ka mor'a ho eketsa 0.20% HPMC, 'me boholo ba pore bo boholo ho feta ba sehlopha se se nang letho. Sena Ka lehlakoreng le leng, ke hobane HPMC e na le phello ea ho kenya moea, e hlahisang li-pores tse tšoanang le tse ntle; ka lehlakoreng le leng, ho ka 'na ha e-ba hore ho eketsoa ha HPMC ho eketsa viscosity ea slurry, ka tsela eo ho eketsa ho hanyetsa ho tsoa ha moea ka hare ho slurry. Keketseho e ka 'na ea e-ba lebaka le ka sehloohong la ho fokotseha ha thepa ea mechine ea seretse. Ho akaretsa, e le ho netefatsa matla a seretse sa khatiso sa 3D, litaba tsa HPMC ha lia lokela ho ba tse kholo haholo (≤ 0.20%).

Ha re phethela

(1) Hydroxypropyl methylcellulose HPMC e ntlafatsa ho hatisoa ha seretse. Ka keketseho ea litaba tsa HPMC, extrudability ea seretse e fokotseha empa e ntse e e-na le extrudability e ntle, stackability e ntlafatsoa, ​​'me e hatisoang Nako e telele. E netefalitsoe ka ho hatisa hore deformation ea lera e ka tlaase ea seretse e fokotsehile ka mor'a ho eketsa HPMC, 'me tekanyo e ka holimo-tlase ke 0.84 ha litaba tsa HPMC li le 0.20%.

(2) HPMC e ntlafatsa thepa ea rheological ea seretse sa khatiso sa 3D. Ka keketseho ea litaba tsa HPMC, ponahalo e hlakileng ea viscosity, khatello ea maikutlo ea lihlahisoa le viscosity ea polasetiki ea slurry e eketseha; thixotropy pele e eketseha ebe e fokotseha, 'me khatiso e fumanoa. Ntlafatso. Ho ea ka pono ea rheology, ho eketsa HPMC ho ka boela ha ntlafatsa khatiso ea seretse. Ka mor'a ho eketsa HPMC, slurry e ntse e lumellana le mohlala oa Bingham rheological, le botle ba ho lekana R2≥0.99.

(3) Ka mor'a ho eketsa HPMC, microstructure le pores ea thepa e eketseha. Ho khothalletsoa hore litaba tsa HPMC li se ke tsa feta 0.20%, ho seng joalo li tla ba le tšusumetso e kholo ho thepa ea mechine ea seretse. Matla a tlamahano pakeng tsa lihlopha tse fapaneng tsa seretse sa khatiso sa 3D a fapane hanyenyane, 'me palo ea lihlopha Ha e le tlaase, matla a tlamahano pakeng tsa lihlopha tsa seretse a phahame.