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PDMS 硅膠墨水力(li)學(xué)性能測(cè)試(shi)
光敏(min)聚二甲基(ji)硅氧烷(PDMS)硅(gui)膠材料(liao)由高度交聯(lián)的(de)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組(zu)成,在硅氧鍵(jian)的作(zuo)用下具有(you)良好的(de)熱穩(wěn)定(ding)性、耐輻射(she)性、生(sheng)物相容性及化(hua)學(xué)惰(duo)性,被(bei)廣泛應(yīng)用于(yu)機(jī)械、醫(yī)(yi)療、化工(gong)、航空航天和生(sheng)物工程等領(lǐng)域(yu)。
增材制造(zao)將數(shù)(shu)字模型(xing)作為制(zhi)造基礎(chǔ)(chu),通過材料逐(zhu)層堆積的方式(shi)實(shí)現(xiàn)三(san)維實(shí)體的(de)直接構(gòu)建(jian),是一種先進(jìn)(jin)的智能制造(zao)技術(shù)(shu)。該技術(shù)基于計(jì)(ji)算機(jī)模型(xing)進(jìn)行(xing)實(shí)體建模,可(ke)實(shí)現(xiàn)制造(zao)材料的精確(que)控制(zhi),具有復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu)快速制造的(de)能力。
近年(nian),增材(cai)制造行(xing)業(yè)迅速發(fā)展,打(da)印精度(du)和速度都得(de)到極大提(ti)高,通(tong)過增材制(zhi)造方式對(duì)(dui)PDMS 材料進(jìn)行制造(zao),將為(wei)軟體機(jī)器人(ren)、類生命(ming)機(jī)器人和可穿(chuan)戴設(shè)備的(de)發(fā)展(zhan)帶來(lái)(lai)革命性進(jìn)(jin)步。文獻(xiàn)將生物(wu)3D 打印技術(shù)與(yu)微流控芯片(pian)技術(shù)相(xiang)結(jié)合, 構(gòu)(gou)建了(le)三維結(jié)構(gòu)的器(qi)官芯(xin)片,可實(shí)現(xiàn)芯(xin)片制(zhi)造工藝的簡(jiǎn)(jian)易化和低成本(ben)化,同時(shí)滿足(zu)對(duì)復(fù)雜異(yi)質(zhì)三維微(wei)環(huán)境的精細(xì)需(xu)求。文獻(xiàn)采用(yong)嵌入式3D 打印技(ji)術(shù)進(jìn)行了PDMS 材料(liao)的成(cheng)形,通過對(duì)支撐(cheng)介質(zhì)的透明(ming)度、流動(dòng)性(xing)及流變性進(jìn)行(xing)優(yōu)化,確定(ding)了最佳打印(yin)參數(shù),制備了個(gè)(ge)性化多(duo)孔硅膠義眼(yan), 其優(yōu)異的(de)生物(wu)相容(rong)性,為個(gè)性化(hua)義眼的(de)性能研究與(yu)臨床應(yīng)用(yong)奠定了基(ji)礎(chǔ)。文獻(xiàn)(xian)利用氣溶膠(jiao)微噴(pen)射打印工藝(yi)制備了PDMS 材(cai)料的柔性應(yīng)變(bian)傳感器(qi),探究了PDMS 微噴(pen)射工(gong)藝參(can)數(shù)對(duì)打印寬度(du)的影響規(guī)律(lv),驗(yàn)證(zheng)了PDMS 噴(pen)射打印(yin)工藝在(zai)智能穿(chuan)戴設(shè)備(bei)方面(mian)的應(yīng)(ying)用潛力。PDMS 材料在(zai)未固化狀(zhuang)態(tài)下具有較(jiao)強(qiáng)的(de)流動(dòng)和浸(jin)潤(rùn)性(xing),無(wú)法采用擠(ji)出式打印工藝(yi)構(gòu)建大(da)體積復(fù)雜結(jié)(jie)構(gòu), 將PDMS和粉末材(cai)料混合制備功(gong)能材(cai)料是當(dāng)前的主(zhu)流方式(shi),可極大提高打(da)印精度和(he)結(jié)構(gòu)尺寸(cun)。文獻(xiàn)(xian)以氧化鋯和(he)PDMS 分別作(zuo)為分(fen)散相和連續(xù)(xu)相,不同分散相(xiang)含量的流變(bian)測(cè)試表明(ming),配制的復(fù)(fu)合打印材料(liao)具有(you)非牛頓流體特(te)性,復(fù)合材料(liao)中氧化(hua)鋯粉末的體(ti)積分(fen)數(shù)在25%時(shí),打印材(cai)料便于(yu)擠出且成形較(jiao)好。
PDMS 作為性能優(yōu)(you)異的柔性材料(liao), 不僅是軟(ruan)體機(jī)器(qi)人主體(ti)部分(fen)的理想材(cai)料,還在很多高(gao)新技術(shù)領(lǐng)(ling)域具有廣(guang)泛的應(yīng)用價(jià)值(zhi)。但受(shou)到流動(dòng)性(xing)和浸潤(rùn)性的(de)影響,PDMS 不具(ju)備擠(ji)出式打印(yin)的能力(li),需將其(qi)混入增強(qiáng)相,提(ti)高材料的(de)屈服(fu)強(qiáng)度(du),才能維持(chi)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的形(xing)狀穩(wěn)定。然(ran)而,氣相二(er)氧化(hua)硅顆(ke)粒的(de)比例會(huì)對(duì)硅(gui)膠墨水的粘(zhan)接產(chǎn)生(sheng)很大影(ying)響。
1、硅膠墨水啞(ya)鈴形試樣(yang)拉伸(shen)測(cè)試(shi),可以用于測(cè)定(ding)試樣的拉伸(shen)強(qiáng)度(du)和斷(duan)裂伸長(zhǎng)率
2、硅膠墨(mo)水半球(qiu)形腔體壓(ya)縮測(cè)試,可(ke)以用于(yu)測(cè)定壓縮(suo)模量或壓縮強(qiáng)(qiang)度