1.1HPMC-iň 3D çap ediji minomlaryň çap edilmegine täsiri
1.1.1HPMC-iň 3D çap ediji minomlaryň ekstrudilligine täsiri
HPMC-den boş M-H0 topary we HPMC mazmuny 0,05%, 0.10%, 0.20% we 0.30% bolan synag toparlaryna dürli döwürde durmaga rugsat berildi, soňra suwuklyk synag edildi. HPMC-iň goşulmagy, howanyň suwuklygyny ep-esli azaldar; HPMC-iň düzümi kem-kemden 0% -den 0,30% -e çenli ýokarlananda, minomyň başlangyç suwuklygy degişlilikde 243 mm-den 206, 191, 167 we 160 mm-e çenli azalýar. HPMC ýokary molekulýar polimerdir. Tor gurluşyny emele getirmek üçin biri-biri bilen baglanyşyp bilerler we Ca (OH) 2 ýaly komponentleri jemlemek arkaly sement süýüminiň birleşmegini artdyryp bolar. Makroskopiki taýdan, minomyň bitewiligi ýokarlanýar. Durýan wagtyň uzalmagy bilen, howanyň gidrasiýa derejesi ýokarlanýar. ýokarlandy, wagtyň geçmegi bilen suwuklyk ýitdi. HPMC bolmasa boş M-H0 toparynyň suwuklygy çalt azaldy. 0.05%, 0.10%, 0.20% we 0.30% HPMC synag toparynda suwuklygyň peseliş derejesi wagtyň geçmegi bilen azaldy we 60 minut durandan soň minomyň suwuklygy degişlilikde 180, 177, 164 we 155 mm boldy. . Suwuklygy 87,3%, 92,7%, 98.2%, 96,8%. HPMC-iň goşulmagy, HPMC bilen suw molekulalarynyň birleşmegi sebäpli minom suwuklygynyň saklanmak ukybyny ep-esli ýokarlandyryp biler; beýleki tarapdan, HPMC şuňa meňzeş film döredip biler Ulgam gurluşyna eýe bolup, howadaky suwuň üýtgemegini azaldýan we belli bir suw saklamak ýerine ýetirijisi bolan sementi örtýär. HPMC-iň düzümi 0,20% bolanda, minom suwuklygynyň saklamak ukyby iň ýokary derejä ýetýändigini bellemelidiris.
Dürli mukdarda HPMC bilen garylan 3D çaphana minomynyň suwuklygy 160 ~ 206 mm. Dürli printer parametrleri sebäpli dürli gözlegçiler tarapyndan alnan suwuklygyň diapazonlary 150 ~ 190 mm, 160 ~ 170 mm ýaly tapawutlanýar. 3-nji suratdan, içgin görüp bolýar degişli suwuklygy we berkligi kanagatlandyrýan maslahat berilýän aralyk. Şonuň üçin, degişli mukdarda HPMC bilen howanyň suwuklygy peselse-de, ekstrudabilligiň peselmegine sebäp bolýar, ýöne maslahat berilýän çäkde ýerleşýän gowy ekstrudilligi bar.
1.1.2HPMC-iň 3D çap ediji minomlaryň durnuklylygyna täsiri
Şablony ulanmadyk ýagdaýynda, öz-özüňi agram astynda saklamagyň derejesiniň ululygy, süýüm bilen agregatyň arasyndaky içki jebislik bilen baglanyşykly materialyň öndürijilik stresine baglydyr. Dürli HPMC mazmuny bolan 3D çaphana minomlarynyň şekili saklanýar. Durmuş wagty bilen üýtgemegiň tizligi. HPMC goşulandan soň, esasan başlangyç döwürde we 20 minut durmak bilen, minomyň görnüşini saklamak derejesi gowulaşýar. Şeýle-de bolsa, durýan wagtyň uzalmagy bilen, HPMC-iň minomyň görnüşini saklamak derejesine gowulaşdyrmak täsiri kem-kemden gowşady, bu esasan saklamagyň derejesi ep-esli ýokarlanýar. 60 minut duranyňyzdan soň, diňe 0,20% we 0,30% HPMC minomyň görnüşini saklamak derejesini ýokarlandyryp biler.
Dürli HPMC mazmuny bolan 3D çaphana minomynyň aralaşmagyna garşylyk synag netijeleri 5-nji suratda görkezilýär. 5-nji suratdan, adatça akymyň akymy bilen baglanyşykly durýan wagtyň uzalmagy bilen aralaşmagyň garşylygynyň ýokarlanýandygyny görmek bolýar. sement gidrasiýa prosesinde süýüm. Graduallyuwaş-ýuwaşdan gaty berklige öwrüldi; Ilkinji 80 minutda HPMC-iň goşulmagy aralaşma garşylygyny ýokarlandyrdy we HPMC-iň mazmunynyň köpelmegi bilen aralaşmaga garşylyk ýokarlandy. Giriş garşylygy näçe uly bolsa, ulanylýan ýük sebäpli materialyň deformasiýasy HPMC-iň garşylygy şonça-da ýokarydyr, bu HPMC-iň 3D çaphana minomynyň irki berkitmesini gowulaşdyryp biljekdigini görkezýär. HPMC polimer zynjyryndaky gidroksil we efir baglanyşyklary wodorod baglanyşyklary arkaly suw bilen aňsat birleşýändigi sebäpli erkin suwuň kem-kemden azalmagyna we bölejikleriň arasyndaky baglanyşyk artýandygy sebäpli, sürtülme güýji ýokarlanýar, şonuň üçin irki aralaşma garşylygy ulalýar. 80 minut durandan soň, sementiň gidrasiýasy sebäpli, boş toparyň HPMC bolmazdan aralaşmagyna garşylyk çalt ýokarlandy, synag toparynyň HPMC bilen aralaşmagyna garşylyk ýokarlandy 160 minut töweregi durýança bu tizlik düýpgöter üýtgemedi. Çen we başganyň pikiriçe, bu esasan HPMC sement bölejikleriniň töwereginde gorag filmini emele getirýär, bu bolsa wagt möhletini uzaldýar; Pourçes we başgalar. munuň esasan süýüm bilen baglanyşyklydygyny çaklaýarys pleönekeý efir zaýalanýan önümler (karboksilatlar ýaly) ýa-da metoksil toparlary Ca (OH) 2-iň emele gelmegini yza tesdirip sementiň gidrasiýasyny gijikdirip biler. Synag tejribesiniň nusganyň üstündäki suwuň bugarmagyna täsir etmeginiň öňüni almak üçin bu synagyň şol bir temperatura we çyglylyk şertlerinde geçirilendigini bellemelidiris. Umuman aýdanyňda, HPMC başlangyç etapda 3D çaphana minusynyň durnuklylygyny netijeli gowulaşdyryp, garynlaşmagy gijikdirip we 3D çaphana minomynyň çap edilýän wagtyny uzaldyp biler.
3D çap ediji minomýot enjamy (uzynlygy 200 mm × ini 20 mm × gatlagyň galyňlygy 8 mm): HPMC bolmadyk boş topar gaty deformasiýa edildi, ýykyldy we ýedinji gat çap edilende gan akma meselesi ýüze çykdy; M-H0.20 top okunyň oňat berkligi bar. 13 gat çap edilenden soň, ýokarky gyranyň ini 16.58 mm, aşaky gyrasynyň ini 19,65 mm, ýokarkydan aşaky gatnaşygy (ýokarky gyranyň ininiň aşaky gyrasy bilen gatnaşygy) 0,84. Ölçegli gyşarmak az. Şol sebäpden, HPMC-iň goşulmagynyň, minomyň çap edilmegini ep-esli gowulaşdyryp biljekdigi çap edildi. Howanyň suwuklygy 160 ~ 170 mm-de gowy ekstrudillige we berklige eýe; görnüşi saklamagyň derejesi 70% -den az bolup, çynlakaý deformasiýa edilýär we çap etmek talaplaryna laýyk bolup bilmeýär.
1.2HPMC-iň 3D çaphana minomlarynyň reologiki aýratynlyklaryna täsiri
Dürli HPMC mazmuny boýunça arassa pulpanyň göze görnüp duran ýapyşygy berilýär: gyrkymyň ýokarlanmagy bilen arassa pulpanyň görnükli ýapyşygy peselýär we gyrkymyň inçelmegi hadysasy ýokary HPMC mazmunyndadyr. Has düşnükli. HPMC molekulýar zynjyry bozulýar we pes gyrkym derejesinde has ýokary ýapyşyklygy görkezýär; ýöne ýokary gyrkym tizliginde HPMC molekulalary gyrkym ugry boýunça paralel we tertipli hereket edýär, molekulalaryň süýşmegini aňsatlaşdyrýar, şonuň üçin tablisa Çukuryň görünýän ýapyşyklygy birneme pesdir. Gyrkym derejesi 5.0 s-1-den ýokary bolsa, boş topardaky P-H0-iň görünýän ýapyşygy, esasan, 5 Pa s aralygynda durnukly bolýar; HPMC goşulandan soň süýümiň görünýän ýapyşyklygy ýokarlanýar we HPMC bilen garylýar. HPMC-iň goşulmagy, pastanyň görnüp duran ýapyşygyny ýokarlandyrýan sement bölejikleriniň arasyndaky içki sürtülmäni ýokarlandyrýar we makroskopiki öndürijilik 3D çaphana minusynyň ekstrudilliginiň peselmegidir.
Reologiki synagda arassa süýümiň gyrkym stresiniň we gyrkym derejesiniň arasyndaky baglanyşyk hasaba alyndy we netijelere laýyk Bingham modeli ulanyldy. Netijeler 8-nji suratda we 3-nji tablisada görkezilýär. HPMC-iň mazmuny 0,30% bolanda, synag wagtynda gyrkym derejesi 32.5-den ýokarydy. ballary ýygnap bolmaýar. Adatça, durnukly basgançakda (10.0 ~ 50.0 s-1) ýokarlanýan we düşýän egriler bilen gurşalan meýdan, süýümiň diksotropiýasyny häsiýetlendirmek üçin ulanylýar [21, 33]. Tiksotropiýa, daşarky güýç gyrkymynyň täsiri astynda süýümiň uly suwuklygyna eýe bolup, gyrkym hereketi ýatyrylansoň öňki ýagdaýyna gaýdyp biler. Howanyň çap edilmegi üçin degişli tikotropiýa gaty möhümdir. 8-nji suratdan HPMC bolmazdan boş toparyň dikotrop meýdanynyň bary-ýogy 116.55 Pa / s bolandygyny görmek bolýar; HPMC-iň 0,10% goşulandan soň, sap pastanyň tiksotrop meýdany ep-esli ýokarlandy we 1 800.38 Pa / s; Ösmegi bilen pastanyň dikotrop meýdany azaldy, ýöne boş toparyňkydan 10 esse ýokarydy. Tiksotropiýa nukdaýnazaryndan HPMC-iň goşulmagy, minomyň çap edilmegini ep-esli gowulaşdyrdy.
Howanyň ekstruziýadan soň görnüşini saklamagy we soňraky ekstrudirlenen gatlagyň ýüküne çydam etmegi üçin, minomyň has ýokary hasyllylygy bolmaly. 3-nji tablisadan HPMC goşulandan soň arassa süýümiň hasyl stresiniň τ0 ep-esli gowulaşandygyny we HPMC-e meňzeýändigini görmek bolýar. HPMC-iň mazmuny oňyn baglanyşykda; HPMC-iň mazmuny 0,10%, 0.20% we 0,30% bolanda, sap pastanyň hasyllylygy degişlilikde boş toparyňkydan 8,6, 23,7 we 31,8 esse ýokarlanýar; plastmassa ýapyşygy μ HPMC-iň mazmunynyň köpelmegi bilen ýokarlanýar. 3D Çap etmek, minomyň plastmassa ýelimliliginiň gaty az bolmagyny talap edýär, ýogsam ekstruziýadan soň deformasiýa uly bolar; şol bir wagtyň özünde, material ekstruziýanyň yzygiderliligini üpjün etmek üçin laýyk plastmassa ýapyşyklygyny saklamaly. Gysgaça aýtsak, reologiýa nukdaýnazaryndan HPMC-iň Incorporation, 3D çaphana minusynyň berkligini ýokarlandyrmaga oňyn täsir edýär. HPMC goşulandan soň, arassa pasta henizem Bingham reologiki modeline laýyk gelýär we laýyk R2-iň gowulygy 0.99-dan pes däl.
1.3HPMC-iň 3D çaphana howasynyň mehaniki aýratynlyklaryna täsiri
28 d gysyş güýji we 3D çaphana howasynyň flexural güýji. HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen 3D çaphana minomynyň 28 d gysyjy we flexural güýji azaldy; HPMC-iň mazmuny 0,30% -e ýetende, 28 d gysyjy güýç we flexural güýçler degişlilikde 30.3 we 7.3 MPa. Geçirilen gözlegler HPMC-iň belli bir howa geçiriji täsiriniň bardygyny we mazmuny gaty ýokary bolsa, minomyň içki gözenekliliginiň ep-esli ýokarlanjakdygyny görkezdi; Diffuziýa garşylygy ýokarlanýar we hemmesini boşatmak kyn. Şonuň üçin gözenegiň ýokarlanmagy HPMC sebäpli dörän 3D çaphana minomynyň güýjüniň peselmegine sebäp bolup biler.
3D çap etmegiň özboluşly laminasiýa galyplaýyş prosesi, ýanaşyk gatlaklaryň arasynda gurluşda we mehaniki häsiýetlerde gowşak ýerleriň bolmagyna sebäp bolýar we gatlaklaryň arasyndaky baglanyşyk güýji çap edilen komponentiň umumy güýjüne uly täsir edýär. 3D çap etmek üçin 0,20% HPMC M-H0.20 bilen garylan minomýot nusgalary kesildi we birleşdiriji baglanyşyk berkligi aralyk bölmek usuly bilen synag edildi. Üç bölekiň birleşdiriji baglanyşyk güýji 1,3 MPa-dan ýokarydy; we gatlaklaryň sany az bolanda, birleşdiriji baglanyşyk güýji birneme ýokarydy. Munuň sebäbi, bir tarapdan, ýokarky gatlagyň agyrlygy aşaky gatlaklary has dykyzlaşdyrmagy bolup biler; beýleki tarapdan, aşaky gatlagy çap edende, howanyň üstki çyglylygy has ýokary bolup biler, ýokarky gat çap edilende bugarmak we gidrasiýa sebäpli howanyň çyglylygy peselýär, şonuň üçin aşaky gatlaklaryň arasyndaky baglanyşyk has berk bolýar.
1.4HPMC-iň 3D çaphana howasynyň mikromorfologiýasyna täsiri
3 ýaşynda M-H0 we M-H0.20 nusgalarynyň SEM şekilleri, M-H0.20 nusgalarynyň üstki gözenekleriniň 0,20% HPMC goşulandan soň ep-esli ýokarlanandygyny we gözenegiň ululygynyň uludygyny görkezýär. boş topar. Bu, bir tarapdan, HPMC-iň birmeňzeş we inçe gözenekleri girizýän howa geçiriji täsiri barlygy sebäpli; beýleki tarapdan, HPMC-iň goşulmagy, süýümiň ýapyşygyny ýokarlandyryp, şeýlelik bilen howanyň içindäki howa çykmagyna garşylygy ýokarlandyryp biler. Increaseokarlanmagy, howanyň mehaniki häsiýetleriniň peselmeginiň esasy sebäbi bolup biler. Jemläp aýtsak, 3D çaphana minomynyň berkligini üpjün etmek üçin HPMC-iň mazmuny gaty uly bolmaly däldir (≤ 0.20%).
Sözümiň ahyrynda
(1) Gidroksipropil metilseluloza HPMC, minomyň çap edilmegini gowulandyrýar. HPMC-iň mazmunynyň köpelmegi bilen, minomyň ekstrudilligi peselýär, ýöne şonda-da gowy ekstrudilligi bar, berkitme gowulaşýar we çap edilip bilinýän wagt uzalýar. HPMC goşulandan soň, howanyň aşaky gatlagynyň deformasiýasynyň peselýändigi we HPMC mazmuny 0,20% bolanda ýokarky aşaky gatnaşygy 0.84 bolýar.
(2) HPMC 3D çaphana minomynyň reologiki aýratynlyklaryny gowulandyrýar. HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen, görünýän ýapyşyklyk, hasyl stres we süýümiň plastmassa ýapyşyklygy ýokarlanýar; tikotropiýa ilki köpelýär, soň azalýar we çap edilip bilner. Gowulaşmak. Reologiýa nukdaýnazaryndan HPMC goşmak, minomyň çap edilmegini hem gowulaşdyryp biler. HPMC goşansoň, süýüm henizem Bingham reologiki modeline we R2≥0.99 laýyklygynyň gowylygyna laýyk gelýär.
(3) HPMC goşulandan soň, materialyň mikrostrukturasy we gözenekleri köpelýär. HPMC-iň mazmunynyň 0,20% -den geçmeli däldigi maslahat berilýär, ýogsam bu howanyň mehaniki aýratynlyklaryna uly täsir eder. 3D çaphana minomynyň dürli gatlaklarynyň arasyndaky baglanyşyk güýji birneme tapawutlanýar we gatlaklaryň sany Has pes bolanda, minom gatlaklarynyň arasyndaky baglanyşyk güýji has ýokary bolýar.
Iş wagty: 27-2022-nji sentýabr