Polidimethylsiloxane şimdiye kadar uzun filamentler içine oluşamayan çok yönlü bir malzemedir. Silikon filamentler dokuma veya katkı imalatı nda uygulamalara sahip olsa da, biz özellikle bir model katraç olarak ilgileniyoruz. Ölçeklenebilir üretim zaten bir tüp fırın aracılığıyla silikon kür çizerek etkindir.
Ayrıca bir bilgisayar kontrollü korona deşarj kullanarak silikon filamentler yüzeyini değiştirmek için bir yol göstermektedir. Polimer sürekli kür çünkü bu prosedürde zamanlama çok önemlidir. Yakınlarda bir zamanlayıcı tutun ve bir sonraki adıma önceden hazır olun.
Görsel bir gösteri olmadan, filamentler yapma dinamik süreci kolayca çoğaltılamaz. Bu işlem, değişen koşullara uyum sağlamanızı gerektiren birkaç zamana duyarlı adımlar içerir. Başlamak için, bir ölçüm vanası ile basınçlı hava 1/8th iç çapı yüksek sıcaklık silikon boru bağlayın.
Borunun diğer ucunu 2,15 milimetre çapında diyafram açıklığına sahip pirinç ekstrüzyon adaptörüne bağlayın. Daha sonra, silindirik seramik tüp fırını bir duman kaputunda dikey olarak, kaputun zemininden iki metre yukarıda sabitleyin. Ekstrüzyon sırasında fazla PDMS yakalamak için fırın ın altına alüminyum folyo lay.
Ekstrüzyon adaptörünü, fırın ın açılmasına odaklanmış diyafram açıklığı yla tüp fırının üzerine monte edin. Ekstrüzyonfik ipliklerin fırına temas etmemesi için fırının bir açıda olmadığından emin olun. Daha sonra, bir ekstrüder için dairesel bir kesim ile bir kalıp takın ve ekstrüder bit yüksek sıcaklık silikon kauçuk boru bağlamak için bir zip kravat kullanın.
Tüpün diğer ucunu ekstrüzyon adaptörüne bağlayın. Bir kızılötesi termometreyi fırına doğru yönlendirin ve ardından fırını iç sıcaklığı yaklaşık 250 derece olana kadar ısıtın. Daha sonra, filament üretimi başlamadan önce adaptörün ısınmaması için fırını ekstrüzyon adaptörünün altından dışarı taşıyın.
Daha sonra, 200 ila 10 bin milipascal saniye ölçebilen bir viscometer 65 santigrat dereceye kadar tek kullanımlık bir numune tüp ön ısıtma başlar. Dengeyi kontrol edin, eğirme hızını beş RPM olarak ayarlayın ve ölçüm hızını dakikada bir olarak ayarlayın. Numune tüpü ısınırken, 18 gram PDMS tabanını 1,8 gram kür leme maddesi ile tartım teknesinde karıştırın.
PDMS karışımını 15 dakika boyunca oda sıcaklığındaki vakum kurutucuda veya karışımda kabarcık kalmayana kadar degazlayın. Periyodik olarak yüzeye yakın kabarcıklar pop için kurutucu havalandırma. Daha sonra önceden ısıtılmış numune tüpünü viscometer'dan çıkarın.
Gazdan arındırılmış PDMS karışımını içine dökün ve tüpü tekrar viscometer'a koyun. Hemen ölçüm sırasını başlatın. PDMS dinamik viskozitesi dört bin milipascal saniyeye ulaştığında, zamana dikkat edin ve örnek tüpü viscometer'dan çıkarmak için persum kullanın.
Hemen oda sıcaklığında ekstrüder içine PDMS karışımı dökün. Fırının 250 santigrat derecede olduğunu doğrulayın ve PDMS yaklaşık dört dakika boyunca vizörden çıkana kadar bekleyin. Daha sonra, ekstrüzyon adaptörü altında fırın hareket ettirin ve tüp fırın ile adaptörün iç iğne hizalayın.
Ekstrüder vidasını yarım devirle bükün ve tahta bir sopa nın üzerindeki filamenti toplamaya başlayın. Her 3-5 saniyede bir, PDMS sürekli akışını korumak için ekstrüder başka bir yarım devrim büküm. Filamentler çizmek için viskozite penceresi çok dardır.
Viskozite çok düşükse, 30 saniye bekleyin ve tekrar deneyin. PDMS oda sıcaklığında çapraz bağlama devam edecektir. Tedavi etmek için ahşap raflar arasında çizilmiş filamentler lay.
Filamentler bittiğinde 12 saat oda sıcaklığında tedavi edelim. Desenleme işlemine başlamak için desenleme tertibatını bir duman kaputunda ayarlayın ve istediğiniz deseni mikro işlemciye gönderin. Daha sonra, %1 sodyum dodecyl sülfat ile kürlenmiş PDMS filamenti yıkayın.
Ve iyice ultra saf su ile durulayın. Basınçlı hava ile su görünür damla çıkarın ve filament ortam havasında kurutma bitirmek sağlar. Daha sonra, iletken olmayan iplikçitepsiden kesilen dairesel oltaya bağlayın.
Kuru PDMS filamentini tepsinin merkezi kesiğinin üzerine yerleştirin ve çift taraflı bantla sabitleyin. Tepsiyi havalandırılan bir korona deşarj kutusuna takın ve düz olduğundan emin olun. Filament tepsisinin altına metal bir levha yerleştirin, böylece filament levhanın kenarı boyunca hizalanır.
Korona deşarj elektrotuna filamanDan yaklaşık üç milimetre yukarıda monte edin ve korona deşarjcısını mikro kontrolöre bağlayın. İletken olmayan hattın serbest ucunu step motora monte edilen milin üzerine sabiterek çizginin gergin olmasını sağlar. Hidrofilik kesitler ile filament desen mikro denetleyici programı çalıştırın.
Bu yöntemle üretilen PDMS filamentleri yaklaşık 200 mikrometre çapında ve 0,5 metre ye kadar uzunluğundaydı. PdMS'nin viskoziteden önce ısıdan çıkarılması filamentleri çizmek için yeterince yüksekti ve oda sıcaklığında dört buçuk dakika boyunca çapraz bağlantı kurmasına izin vererek, ipliklerin yaklaşık dört dakikaya döndürülebildiği zaman penceresini genişletti. Korona desenlemenin başarısı damlacık temas açısı ölçümleri ile doğrulandı.
Korona işlenmiş hidrofilik PPDMS üzerinde simetrik, varil şeklinde damlacıklar ve işlenmemiş hidrofobik PDMS üzerinde asimetrik, kabuk şeklinde damlacıklar oluşan su. Bu işlemin anahtarı, PDMS'nin viskozitesini zaman ve sıcaklıkla manipüle ediyor olmandır. Viskozite zamanla artar ve daha yüksek sıcaklıklarda kürleme hızlanır.
Bir polimerin kısmen kürledikten ve bir tüp fırından geçirilme yaklaşımı, diğer ısıkürlü polimerlere uyarlanabilir. Bu filamentler birçok konformasyona uyum sağlamak için yeterince esnektir ve hidrofobik bölgeler suda duygusal olarak birbirine yapışır. Filamentlerin hidrofobiklik paterninin katlama yollarını nasıl etkilediğini inceliyoruz.
PDMS fırın üzerine damla ve küçük bir alev üretebilir. Dikkatle fırın ile ekstruder hizalamak ve hızlı bir ahşap dübel ile fırından herhangi bir enkaz temizleyin.
