Name: Inkjet-gedrukte Polyvinyl Alcohol Multilayers (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 11 s
Description: Leer polyvinylalcohol multilagen fabriceren met inkjetprinttechnologie voor materiaalwetenschap. Deze methode toont efficiënte, laagkosten productie van complexe 3D-structuren met precieze laagcontrole.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen Innovate UK erkennen voor het financieren van dit onderzoek onder de DIRECT (33417-239227) en PCAP (27508-196153) projecten. De auteurs willen ook PVOH Polymers Ltd. bedanken voor het verstrekken van materialen en professionele begeleiding tijdens dit werk, en Unilever, AkzoNobel en Carclo Technical Plastics voor hun steun.

1. Inktformulering <ol><li> Bereid de oplossing voor IJP door polyvinylalcohol (8 gew.% PVOH in water) op te lossen in gezuiverd water, verhit tot 60 ° C. </li><li> Voeg 10 g mono-propyleenglycol (MPG) (10 gew.% Mono-propyleenglycol in water) als vochtmiddel toe aan de oplossing. OPMERKING: De rol van het bevochtigingsmiddel is om blokkades in de printkop te voorkomen. </li><li> Roer de oplossing gedurende enkele uren om homogeniteit te waarborgen en filter dan door een 5 μm filter om eventuele deeltjes te verwijderen die de spuitkoppelingen kunnen blokkeren. </li><li> Bepaal de inkt voor homogeniteit visueel, vooral voor eventuele incidentie van sedimentatie. Als sedimentatie wordt waargenomen, roer / ultra-sonicateer de oplossing gedurende een lange tijd (dagen) of formuleer een nieuwe op water gebaseerde oplossing met een PVOH met een laag molecuulgewicht. OPMERKING: Bewaar alle vloeistoffen in verzegelde bekers bij kamertemperatuur. </li></ol> 2. Inktkarakterisering <ol><li> Voer al het inktkarakter uitIzation tests bij kamertemperatuur in een schone kamer omgeving. </li><li> Meet de viscositeit van de oplossing met behulp van een viscometer. OPMERKING: Deze test is nodig om ervoor te zorgen dat de geformuleerde inkt compatibel is met de IJP-hardware. Het inkjetdrukproces vereist een oplossing met een lage viscositeit van 4-20 cP. Meet de viscositeit van de inkt als een functie van de schuifsnelheid met behulp van een rotatieviscometer. </li><li> Test de oppervlaktespanning van de inkt bij kamertemperatuur met behulp van de hangerdruppelmethode. Gebruik een geschikt meetinstrument zoals een tensiometer. Gebruik het protocol van de fabrikant. OPMERKING: een typische oplossing voor inkjetdruk heeft een oppervlaktespanning van 30-40 mN / m. </li><li> Test de pH met behulp van een pH meter. Gebruik het protocol van de fabrikant. OPMERKING: De pH is een essentiële parameter in watergebaseerde inkten, omdat het essentiële informatie geeft over zowel de eigenschappen als de stabiliteit van de geformuleerde oplossingen. Een neutrale oplossing pH van 7 garandeert een stabiele pRocess en een goede levensduur voor de printkop. </li><li> Bepaal de bevochtigbaarheid van de inkt op verschillende substraten door de contacthoek te meten via een sessiel druppel experiment. Gebruik een tensiometer om de oppervlakte-energie van de mogelijke substraten te meten (bijvoorbeeld glas, plastic en papier). Meet de oppervlakte-energie met behulp van het protocol dat door de tensiometerfabrikant is geleverd. OPMERKING: de interactie tussen de druppel en het substraat heeft een sterke invloed op de afdrukkwaliteit. Om de goede aanhechting van de inkt op het substraat te waarborgen, moet de oppervlakte-energie van het substraat de oppervlaktspanning van de inkt met 10-15 mN / m overschrijden. </li></ol> 3. Inkjet-afdrukken OPMERKING: Alle inkjetafdrukafzettingen werden uitgevoerd bij kamertemperatuur. De PVOH multilayers werden gedeponeerd onder gebruikmaking van een piëzo-elektrische hybride inktstraaldrukmachine. Een printkop met 512 mondstukken (256 x 2 rijen), een diameter van 30 μm, en een 42-pL druppelgrootte was gebruiktD in dit werk. <ol><li> Vóór het afdrukken, reinig de glazen substraten grondig met aceton / methanol / isopropanol en Di water. Droog de substraten met een N 2- pistool. </li><li> Laad het substraat op het printbed en bevestig het stevig vast. </li><li> Bereid de cartridge door de inkt door de printkop te spoelen. Verwijder eventuele lucht- of reinigingsoplossing uit het reservoir en de spuitpunten. </li><li> Plaats de cartridge in de printer. Sluit de printkop aan op de printmanager voor wereldwijde inkjet-systemen (GIS) via de hoofdpersoonlijkheidskaart. </li><li> Laad de oplossing in de 150 ml spuit die boven de cartridge zit en sluit de spuit met een luchtdichte dop. </li><li> Zuig de inkt door de mondstuk door de drukknop in te drukken. OPMERKING: De afstand tussen de mondstuk en de ondergrond heeft een sterke invloed op het straalstraject en daarmee op de kwaliteit van het gedrukte patroon. Zorg daarom voor de afstand tussen de spuit- en substraat met behulp van de software van de printer om de straalverdeling te verminderen. </li><li> setUp van de golfvorm en drukparameters met behulp van de GIS-afdruksoftware en tabel 2 . OPMERKING: Met de GIS-softwareinterface kunt u zowel de draw-release-amplitude als de breedte controleren. </li><li> Laad het gewenste afbeeldingsbestand voor afdrukken met behulp van de GIS print manager software. </li><li> Start het digitale proces en druk het beeldpatroon op het substraat. </li></ol> 4. Analyse van het gedrukte patroon <ol><li> Onderzoek de kwaliteit van de gedrukte patronen met behulp van een optische microscoop. Controleer de aanwezigheid van gebreken in de afgedrukte functies en beoordeel de verbetering in de kwaliteit wanneer er meer lagen werden afgedrukt. </li><li> Evalueer het oppervlaktopologie en dikteprofiel van de inktdrukgedrukte multilayers door gebruik te maken van een 3D-oppervlakprofielmeter zonder contact (op basis van witte lichtinterferometrie) via een 3D optische microscoop. OPMERKING: Meer details over metingen en de instrumenten die werden gebruikt om de formulier te formuleren / af te drukken en te karakteriserenGedrukte patronen worden weergegeven in referentie 21 . </li></ol>

<ol><li>Goodship, V., Jacobs, D. <a target="_blank" href="https://www.amazon.com/Polyvinyl-Alcohol-Materials-Processing-Applications/dp/184735095X">Polyvinyl Alcohol: Materials, Processing and Applications.</a> Rapta Review Reports. 16, (2008).</li>
<li>Marin, E., Rojas, J., Ciro, Y. <a target="_blank" href="http://www.academicjournals.org/article/article1404813310_Marin%20et%20al.pdf">A review of polyvinyl alcohol derivatives: Promising materials for pharmaceutical and biomedical applications.</a> Afr J Pharm Pharmacol. 8 (24), 674-684 (2014).</li>
<li>Baker, M. I., Walsh, S. P., Schwartz, Z., Boyan, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+polyvinyl+alcohol+and+its+uses+in+cartilage+and+orthopedic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Mater.+Res.+Part+B+Appl.+Biomater%22%5BJournal%5D)">A review of polyvinyl alcohol and its uses in cartilage and orthopedic applications.</a> J. Biomed. Mater. Res. Part B Appl. Biomater. 100 (5), 1451-1457 (2012).</li>
<li>Gaaz, T. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Properties+and+Applications+of+Polyvinyl+Alcohol%2C+Halloysite+Nanotubes+and+Their+Nanocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Properties and Applications of Polyvinyl Alcohol, Halloysite Nanotubes and Their Nanocomposites.</a> Molecules. 20, 22833-22847 (2015).</li>
<li>Birck, C., Degoutin, S., Tabary, N., Miri, V., Bacquet, M. <a target="_blank" href="http://r.search.yahoo.com/_ylt=A0LEV71kVIJYrXQAeWInnIlQ;_ylu=X3oDMTEybm9sYXBnBGNvbG8DYmYxBHBvcwMxBHZ0aWQDQjI2MTdfMQRzZWMDc3I-/RV=2/RE=1484965093/RO=10/RU=http%3a%2f%2fwww.expresspolymlett.com%2fletolt.php%3ffile%3dEPL-0005471%26mi%3dcd/RK=0/RS=774WnnLcS9GUDshgG2v2WX_aow4-">New crosslinked cast films based on poly(vinyl alcohol): Preparation and physico-chemical properties.</a> eXPRESS Poly Lett. 8 (12), 941-952 (2014).</li>
<li>Kitsara, M., et al. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s10404-013-1266-x">Spin coating of hydrophilic polymeric films for enhanced centrifugal flow control by serial siphoning.</a> Microfluid Nanofluid. 16, 691(2014).</li>
<li>Supaphol, P., Chuangchote, S. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/app.27664/full">On the electrospinning of poly(vinyl alcohol) nanofiber mats: A revisit.</a> J. Appl. Polym. Sci. 108 (2), 969-978 (2008).</li>
<li>Micro Magazine. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://micromagazine.fabtech.org/archive/05/04/pham.html">http://micromagazine.fabtech.org/archive/05/04/pham.html</a> (2016).</li>
<li>Hoath, S. D., et al. Links between Ink rheology, drop-on-demand jet formation, and printability. J Imaging Sci Technol. 53 (4), 1-8 (2009).</li>
<li>Pan, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884215012407">Recent development on preparation of ceramic inks in ink-jet printing.</a> Ceram Int. 41, 12515-12528 (2015).</li>
<li>Kamyshny, A., Magdassi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conductive+nanomaterials+for+printed+electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Conductive nanomaterials for printed electronics.</a> Small. 10 (17), 3515-3535 (2014).</li>
<li>Li, J., Lemme, M. C., Östling, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet+Printing+of+2D+Layered+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPhysChem%22%5BJournal%5D)">Inkjet Printing of 2D Layered Materials.</a> ChemPhysChem. 15, 3427-3434 (2014).</li>
<li>Choi, H. W., Zhou, T., Singh, M., Jabbour, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+developments+and+directions+in+printed+nanomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Recent developments and directions in printed nanomaterials.</a> Nanoscale. 7, 3338-3355 (2015).</li>
<li>Basirico, L., Cosseddu, P., Fraboni, B., Bonfiglio, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040609011010297">Inkjet printing of transparent, flexible, organic transistors.</a> Thin Solid Films. 520 (4), 1291-1294 (2011).</li>
<li>Komuro, N., Takaki, S., Suzuki, K., Citterio, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet+printed+%28bio%29chemical+sensing+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.Bioanal.Chem%22%5BJournal%5D)">Inkjet printed (bio)chemical sensing devices.</a> Anal.Bioanal.Chem. 405 (17), 5785-5805 (2013).</li>
<li>Cherrington, R., Wood, B. M., Salaoru, I., Goodship, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+printing+of+titanium+dioxide+for+dye+sensitized+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Digital printing of titanium dioxide for dye sensitized solar cells.</a> J. Vis. Exp. , (2016).</li>
<li>Nelo, M., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.7567/JJAP.52.05DB21/meta">Inkjet-printed memristor: Printing process development.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 52, 1-6 (2013).</li>
<li>Jacot-Descombes, L., Gullo, R. M., Mastrangeli, M., Cadarso, V. J., Brugger, J. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/login.jsp?url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fiel7%2F11102%2F6651440%2F06651462.pdf&authDecision=-203">Inkjet-printed SU-8 Hemispherical Microcapsules and Silicon chip Embedding.</a> IET Micro & Nano Letters. 8 (10), 633-636 (2013).</li>
<li>Martin, G. D., Hoath, S. D., Hutchings, I. M. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/105/1/012001/meta">Inkjet printing - the physics of manipulating liquid jets and drops.</a> J Phys Conf Series. 105, 012001(2008).</li>
<li>Derby, B. <a target="_blank" href="http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-matsci-070909-104502">Inkjet printing of functional and structural materials: Fluid properties requirements, feature stability and resolution.</a> Annu. Rev. Mater. Res. 40, 395-414 (2010).</li>
<li>Salaoru, I., Zhou, Z., Morris, P., Gibbons, G. J. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/app.43572/full">Inkjet printing of polyvinyl alcohol multilayers for additive manufacturing applications.</a> J. Appl. Polym. Sci. 133, 43572(2016).</li>
<li>Pillar Tech. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.pillartech.com/Surface-Treatment/Technical-Info/Useful-Information/Surface-Tension-Phenomenon">http://www.pillartech.com/Surface-Treatment/Technical-Info/Useful-Information/Surface-Tension-Phenomenon</a> (2016).</li>
<li>Deegan, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nature/journal/v389/n6653/abs/389827a0.html">Capillary flow as the cause of the ring stains from dried liquid drops.</a> Nature. 389, 827-829 (1997).</li>
<li>Yunker, P. J., Still, T., Lohr, M. A., Yodh, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppression+of+the+coffee-ring+effect+by+shape-dependent+capillary+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Suppression of the coffee-ring effect by shape-dependent capillary interactions.</a> Nature. 476, 308-311 (2011).</li>
<li>Famili, A., Palkar, S. A., Baldy, W. J. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3543758?journalCode=phf">First drop dissimilarity in drop-on-demand inkjet devices.</a> Phys Fluids. 23, 1-6 (2011).</li>
<li>Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s00339-014-8650-6">Prediction of drop-on-demand (DOD) pattern size in pulse voltage-applied electrohydrodynamic (EHD) jet printing of Ag colloid ink.</a> Appl. Phys. A. 117, 2225(2014).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

In dit werk hebben we met succes het vermogen van inkjetdruktechnologie aangetoond om polymeer multilayers te deponeren. Het rheologische gedrag werd onderzocht, en de experimentele resultaten tonen aan dat de geformuleerde inkt pseudoplastisch schaarverdunning vertoont. Ook de PVOH inkt is een neutrale oplossing (pH 7) en laat de stabiliteit over de tijd zien. Met name is het succesvol aangetoond dat IJP-technologie in staat is polyvinylalcohol multilayer structuren te produceren, maar verdere verbeteringen in de afdru...

Polyvinylalcohol is halfkristallijn, kunstmatig, niet giftig, in water oplosbaar, onoplosbaar in de meeste organische oplosmiddelen, biologisch afbreekbaar en biocompatibel in menselijk weefsel en heeft uitstekende gasbarrière eigenschappen 1 . Bovendien, door zijn vele nuttige eigenschappen, wordt PVOH veel gebruikt in een groot aantal toepassingen. Tegenwoordig wordt PVOH gebruikt in: de fabricage van schoonmaak- en wasmiddelproducten, de voedselverpakkingsindustrie, waterbehandeling, textiel, landbouw en constructie (als additieven) 1 . PVOH heeft echter recentelijk meer aandacht gekregen voor farmaceutisch gebruik 2 ( dwz medicijnlevering) en bij medische toepassingen 3 , 4 ( bijv. Wondverband, zachte contactlenzen, oogdruppels en zachte implantaten voor kraakbeenvervanging). PVOH films worden door middel van een smelt- of oplosvorm verkregen. Smeltverwerking is compatibelAlleen met PVOH met lage hydrolyse niveaus of sterk geplastificeerde PVOH. Zo, bij het gebruik van deze weg, kunnen sommige eigenschappen opgeofferd worden 1 . Aan de andere kant kan een PVOH-laag via de oplossingsvorm gedeponeerd worden door druppelgieten 5 , spincoating 6 of elektrospinning 7 . Deze methoden hebben echter een aantal beperkingen in termen van het afval van ongewenst materiaal. Bijvoorbeeld, bij spinbekleding is er gerapporteerd 8 dat 95% van het materiaal verspild is. Bovendien zijn deze methoden vrij rigide in termen van ontwerp / eigenschappen (geen patterend vermogen) en hebben hoge totale verwerkingskosten. Om de beperking van de conventionele oplossingverwerking te overwinnen onderzoeken we hier het potentieel van inkjetdruktechnologie om een ​​nieuw platform te produceren om polyvinylalcohol (PVOH) multilayerstructuren te produceren die een sterk effect hebben op zowel het materiaal als de appLicentie perspectieven. Recente ontwikkelingen in de industrie hebben zich geconcentreerd op goedkope, eenvoudige, milieuvriendelijke en energiebesparende processen. Inkjet printing (IJP) is een modern fabricageproces dat perfect past in dit kader. De voornaamste voordelen van IJP-technologie zijn de efficiëntie van materiaalgebruik, de digitale (maskervrije) en additieve patterning, het grote gebiedscapaciteit, de compatibiliteit met stijve / flexibele substraten en de lage kosten. IJP is een afzettingsmethode die gebruik maakt van polymere materialen die in een oplosmiddel zijn verspreid. Tot op heden zijn functionele polymeren 9 , keramische 10 , geleidende nanomaterialen 11 , 2D- 12 , biologisch en farmaceutisch gebaseerde 13 materialen succesvol afgezet. Onlangs is gemeld dat IJP betrokken was bij de afzetting van componenten als onderdeel van elektronische apparaten,Zoals transistoren 14 , sensoren 15 , zonnecellen 16 en geheugeninrichtingen 17 , evenals in elektronische verpakking 18 . De inkt, de cartridge en het substraat zijn even belangrijke componenten die in het drukwerk worden gebruikt. Ten eerste hebben de fysische eigenschappen van de inkt, zoals de oppervlaktespanning en de rheologische eigenschappen ( dwz schuifviscositeit) een aanzienlijke invloed op het printbaarheidsgedrag. Ook speelt de pH een belangrijke rol op zowel de oplossing (bijvoorbeeld drogen, schuimen en viscositeit) en op de levensduur van de IJP-inktpatroon. Ten tweede, voor de patroon (piëzo-elektrische), definieert de rijspanningsvorm de druppelvorming en zowel de richting als de gelijkmatigheid van de vloeibare straal. Tenslotte is het absoluut noodzakelijk dat de inkt / substraat interactie zeer goed wordt begrepen, zoals de resolutie en de nauwkeurigheidVan het gedrukte object zijn sterk afhankelijk van deze interface. Oplosmiddelverdamping, faseveranderingen van vloeibaar tot vast, en chemische reacties zijn de belangrijkste processen die zich voordoen tussen de vloeistofdruppel en het substraat. Alle aspecten die betrokken zijn bij het IJP, van inkteigenschappen aan druppel- / substraatmechanismen, worden in recensiepapieren door Hutchings 19 en door Derby 20 gemarkeerd. In deze studie onderzoeken we de mogelijkheden van IJP om polyvinylalcohol multilayers te vervaardigen. Ten eerste werd een inkt op water gebaseerde PVOH geformuleerd en werden de belangrijkste fysische eigenschappen, zoals rheologisch gedrag, oppervlaktespanning en pH, onderzocht. In dit werk werd een piëzo-elektrische inkjetprinter gebruikt, en de juiste golfvormparameters werden vervolgens geïdentificeerd. PVOH multilayers werden gedrukt, en de kwaliteit en oppervlak / dikte profielen werden beoordeeld door optische microscopie.

<table><tbody><tr><td>Polyvinyl alcohol&nbsp;</td><td>PVOH Polymers Ltd, UK</td><td>Poval 4-88</td><td></td></tr><tr><td>Mono-propylene glycol&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich, UK</td><td>W29004</td><td></td></tr><tr><td>DV2T viscometer&nbsp;</td><td>Brookfield, UK</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Attension Theta Optical Tensiometer&nbsp;</td><td>Biolin Scientific, Sweden</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HANNA pH meter&nbsp;</td><td>HANNA Instruments, UK</td><td></td><td></td></tr><tr><td>industrial Inkjet XYPrint100Z</td><td>Industrial Inkjet Ltd, UK</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ContourGT-K 3D optical microscope&nbsp;</td><td>Bruker Corp, USA</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

inkjet-gedrukte polyvinyl alcohol multilayers

Inkjet-printed Polyvinyl Alcohol Multilayers

Inkjet printing is een moderne methode voor het verwerken van polymeren, en in dit werk tonen we aan dat deze technologie in staat is polyvinylalcohol (PVOH) multilayer structuren te produceren. Een waterige oplossing van polyvinylalcohol werd geformuleerd. De intrinsieke eigenschappen van de inkt, zoals oppervlaktespanning, viscositeit, pH en tijdstabiliteit, werden onderzocht. De op PVOH gebaseerde inkt was een neutrale oplossing (pH 6,7) met een oppervlaktespanning van 39,3 mN / m en een viscositeit van 7,5 cP. De inkt vertoonde pseudoplastische (non-Newtonian shear thinning) gedrag bij lage afschuifsnelheden, en over het algemeen bleek het een goede tijdstabiliteit. De bevochtiging van de inkt op verschillende substraten werd onderzocht en glas werd in dit specifieke geval als het meest geschikte substraat geïdentificeerd. Een eigen 3D-inkjetprinter werd gebruikt voor het vervaardigen van polymeer multilayer structuren. De morfologie, oppervlakprofiel en dikteuniformiteit van inkjetgedrukte multilayers werden geëvalueerd via optische microscopie.

De fysische eigenschappen van PVOH op water gebaseerde inkt, zoals oppervlaktespanning, viscositeit / rheologisch gedrag, pH, bevochtiging en tijdstabiliteit, werden onderzocht. De viscositeit van de inkt die in dit werk werd gebruikt was 7,5 cP, en de oppervlaktespanning was 39,3 mN / m. Bovendien was de geformuleerde inkt neutraal (pH 7), met de resultaten samengevat in Tabel 1 . <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="alwa...

Een inkjetprinter werd gebruikt om polyvinylalcohol multilayers te vervaardigen. Polyvinylalcohol op water gebaseerde inkt werd geformuleerd en de belangrijkste fysieke eigenschappen werden onderzocht.

Inkjet-gedrukte Polyvinyl Alcohol Multilayers

Inkjet printing is a modern method for polymer processing, and in this work, we demonstrate that this technology is capable of producing polyvinyl alcohol ...

Het algemene doel van deze procedure is het vervaardigen van polyvinylalcohol-multilagen met behulp van inkjetprintmethoden. Inkjetprinten is een flexibele en efficiënte, vrije printtechnologie waarmee complexe 3D-structuren in meerdere materialen kunnen worden vervaardigd. De belangrijkste voordelen van deze techniek zijn de efficiëntie in materiaalgebruik, digitale en additieve koppeling, het contactloze proces, de compatibiliteit met veel substraatmaterialen, depositie bij kamertemperatuur, hoge snelheid en een goedkope fabricage.Om deze procedure te starten, wordt een bekerglas met gezuiverd water verhit tot 60 °C. Voeg polyvinylalcohol toe zodat het uiteindelijke gewichtspercentage polyvinylalcohol in de oplossing 8% is. Voeg vervolgens monopropyleenglycol toe zodat het uiteindelijke gewichtspercentage in de oplossing 10% is. Roer de oplossing gedurende zes tot acht uur om homogeniteit te garanderen. Filtreer de oplossing daarna door een filter van 5 µm.Beoordeel de inkt visueel op homogeniteit en tekenen van sedimentatie. Karakteriseer de inkt zoals beschreven in het tekstprotocol. Reinig vervolgens het glazen substraat grondig, eerst met aceton en daarna met gedeïoniseerd water.Droog het gewassen substraat met een stikstofspuitpistool. Plaats het substraat op het printbed en bevestig het stevig. Spoel inkt door de printkop om eventuele lucht of reinigingsoplossing uit het reservoir en de nozzles te verwijderen.Plaats daarna de cartridge in de printer. Verbind de printkop met de GIS-printmanager via de head personality board. Vul de inktoplossing in de spuit van 150 milliliter die zich boven de cartridge bevindt.Sluit de spuit af met een luchtdichte dop. Druk vervolgens op de purge-knop om de inkt door de nozzle te spoelen. Nadat de golfvorm en de printparameters zijn ingesteld, kunt u de gewenste afbeelding voor het printen laden.Start het digitale proces en print het beeldpatroon op het substraat. Analyseer vervolgens het geprinte patroon zoals beschreven in het tekstprotocol. In deze studie worden de fysische eigenschappen van PVOH watergebaseerde inkt onderzocht.Het rheologisch gedrag wordt onderzocht door de viscositeit te meten als functie van de afschuifsnelheid. Er is geconstateerd dat de viscositeit afneemt bij een toenemende afschuifsnelheid, wat suggereert dat de inkt pseudoplastisch shear-thinning gedrag vertoont. De stabiliteit van de inkt wordt vervolgens getest door de viscositeit en pH te meten als functie van de tijd over een periode van 30 dagen.De gemiddelde viscositeit is 7,76 centipoise terwijl de gemiddelde pH 6,71 is, wat aantoont dat de inkt zeer stabiel is over tijd. Vervolgens wordt het bevochtigingsgedrag van de inkt onderzocht. Zoals te zien is, vertoont de PVOH-inkt een goede bevochtigbaarheid met een eerste contacthoek van 54,5 graden.Vervolgens wordt een lichte afname van de contacthoek waargenomen gedurende de eerste 25 seconden, waarna deze stabiliseert. Een optische micrografie van het inkjetprinten met 10 printlagen laat een aantal defecten zien die zijn ontstaan door het koffievlekeffect. De kwaliteit blijkt echter significant te verbeteren bij 75 printlagen.Dit kan het resultaat zijn van een verschuiving in de verdampingssnelheid van het oplosmiddel en de verandering in de interface-interactie tussen de extra overlappende lagen. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u een inkt formuleert en van alle stappen die nodig zijn om de pot te schilderen met behulp van een additieve productiemethode genaamd inkjetprinten. Over het algemeen was ons doel om het potentieel van inkjetprinttechnologie te verkennen om een ander platform te bieden voor het produceren van polyvinylalcohol-multilagen.De interesse voor deze technologie is in veel industriesectoren toegenomen. We hebben nu de mogelijkheid om actieve bestanddelen in een nauwkeurige meerlaagsstructuur te doseren, terwijl de consument of de actieve stof wordt beschermd door een oplosbare beschermende barrièrelaag.

inkjet-printed-polyvinyl-alcohol-multilayers

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Planar en drie-dimensionale printen van geleidende metallic inkten wordt beschreven. Onze aanpak biedt nieuwe mogelijkheden voor het vervaardigen van gedrukte elektronische, opto-elektronische en biomedische apparaten in ongewone lay-outs op de microschaal.

Vlakke en Three-Dimensional Printing van geleidende inkten

Een beschrijving van de vorming van een polymeer met een microarray on-chip fotopolymerisatie techniek. De high throughput oppervlaktekarakterisering behulp van atomic force microscopy, water contacthoekmetingen, X-ray foto-elektron spectroscopie en vluchttijden secundaire ionen massaspectrometrie en celhechting assay wordt ook beschreven.

Polymeer Microarrays voor High Throughput Ontdekking van biomaterialen

Hier presenteren we een protocol dat een schimmelvrije fabricageproces beschrijft van de polymere micronaalden door middel van fotolitografie.

Polymere Microneedle Array Fabrication door Fotolithografie

Hier presenteren we een protocol om organische dunne film zonnecellen met behulp van een mini-slot sterven coater en de bijbehorende in-line structuur karakteriseringen met behulp van synchrotronstraling scattering technieken te fabriceren.

Printing Fabrication van Bulk Heterojunction Solar Cells en In Situ Morfologie karakterisering

Dit artikel onderzoekt de geschiktheid van inkjetprinten voor de productie van kleurling gevoelige zonnepanelen. Een bindmiddelvrije TiO2 nanodeeltjesinkt werd geformuleerd en op een FTO-glassubstraat geprint. De gedrukte laag werd vervaardigd tot een cel met een actieve oppervlakte van 0,25 cm2 en een efficiëntie van 3,5%.

Digital Printing titaandioxide voor kleurstof zonnecellen

Oppervlakte fabricage methoden voor patroon afzetting van nanometer dik borstels of micron dik, kruisverwijzende films van een azlactone blok co-polymeer worden gemeld. Kritische experimentele stappen, representatieve resultaten en beperkingen van elke methode worden besproken. Deze methoden zijn handig voor het creëren van functionele interfaces met op maat gemaakte fysieke kenmerken en afstembare oppervlakte reactiviteit.

Fabriceren van reactieve oppervlakken met borstel-achtige en kruisverwijzende Films van Azlactone-matiemaatschappij blok co-polymeren

Hier presenteren we een protocol voor de fabrikatie van inkjet-gedrukte gelaagde sensor structuren op additief vervaardigde substraten en folie.

Hybride afdrukken voor de fabrikatie van slimme sensoren

Een protocol voor de synthese van anorganische-lood-halogenide hybride perovskiet quantum dot inkt voor inkjet afdrukken en het protocol voor het voorbereiden en het afdrukken van de quantum dot inkten in een inkjetprinter met post karakterisering technieken worden gepresenteerd.

Inkjet printen van alle anorganische halogenide perovskiet inkten voor fotovoltaïsche toepassingen

Spin coating, polyjet Printing, en gesmolten afzetting Modeling zijn geïntegreerd om gelaagde heterogene Phantoms te produceren die structurele en functionele eigenschappen van biologisch weefsel simuleren.

Multimodale 3D-printen van Phantoms om biologisch weefsel te simuleren

De voorgestelde techniek zal een nieuwe, efficiënte, zuinige en niet-invasieve benadering bieden voor het in beeld brengen van de vloeistofstroom door een verpakt poederbed, wat een hoge ruimtelijke en temporele resolutie oplevert.

Zuinige beeldvormingstechniek van capillaire stroom door driedimensionale polymere drukpoeders

Deze studie maakt gebruik van temperatuur en materiaalsamenstelling om de vloeispanningseigenschappen van vloeivloeistoffen te regelen. De vaste stofachtige toestand van de inkt kan de printstructuur beschermen en de vloeistofachtige toestand kan de afdrukpositie continu vullen, waardoor het digitale licht dat 3D-printen van extreem zachte bioinks verwerkt, wordt gerealiseerd.

Kwantitatieve karakterisering van vloeibare lichtgevoelige bioink-eigenschappen voor continu digitaal afdrukken op basis van lichtverwerking

Leer polyvinylalcohol multilagen fabriceren met inkjetprinttechnologie voor materiaalwetenschap. Deze methode toont efficiënte, laagkosten productie van complexe 3D-structuren met precieze laagcontrole.

Inkjet-gedrukte Polyvinyl Alcohol Multilayers

Meer video's verkennen