Многослойные поливиниловые спиртовые отпечатки

Поливиниловый спирт является полукристаллическим, искусственным, нетоксичным, водорастворимым, нерастворимым в большинстве органических растворителей, биодеградируемым и биосовместимым в тканях человека и обладает отличными газобарьерными свойствами. ¹ . Кроме того, благодаря множеству полезных свойств PVOH широко используется во многих приложениях. В настоящее время PVOH используется в: производстве чистящих и моющих средств, пищевой промышленности, водоочистке, текстиле, сельском хозяйстве и строительстве (в качестве добавок) ¹ . Однако PVOH в последнее время привлекает повышенное внимание к фармацевтическим применениям ² ( например, доставка лекарств) и медицинским применениям ^{3 , 4} ( например, перевязка ран, мягкие контактные линзы, глазные капли и мягкие имплантаты для замены хряща). Пленки PVOH получают либо через расплав, либо в виде раствора. Переработка расплава соответствуетВозможно только с PVOH с низким уровнем гидролиза или сильно пластифицированным PVOH. Таким образом, при использовании этого пути некоторые свойства могут быть принесены в жертву ¹ . С другой стороны, слой PVOH может осаждаться через форму раствора капельным методом ⁵ , спиновым покрытием ⁶ или электроспиннингом ⁷ . Однако эти методы имеют ряд ограничений в отношении отходов ненужного материала. Например, в случае спинового покрытия сообщалось ^8, что 95% материала теряется впустую. Кроме того, эти методы являются довольно жесткими с точки зрения дизайна / функций (без возможности формирования шаблонов) и имеют высокие общие затраты на обработку. Чтобы преодолеть ограничение традиционной обработки решения, мы здесь исследуем потенциал технологии струйной печати, чтобы обеспечить новую платформу для производства многослойных структур поливинилового спирта (PVOH), которые оказывают сильное влияние как на материал, так и на приложениеПерспективы.

Последние события в производственном секторе были сосредоточены на дешевых, простых, экологически чистых и энергосберегающих процессах. Струйная печать (IJP) – это современный процесс изготовления, который идеально вписывается в эти рамки. Основными преимуществами технологии IJP являются эффективность использования материалов, цифровое (без маски) и пакетирование присадок, большая площадь поверхности, совместимость с жесткими / гибкими подложками и низкая стоимость.

IJP – метод осаждения, в котором используются полимерные материалы, диспергированные в растворителе. На сегодняшний день успешно сданы на хранение функциональные материалы из полимерного материала ⁹ , керамика- ¹⁰ , проводящий наноматериал- ¹¹ , 2D- ¹² , биологически и фармацевтически. Недавно было сообщено, что IJP участвовал в осаждении компонентов в составе электронных устройств,Таких как транзисторы ¹⁴ , датчики ¹⁵ , солнечные элементы ¹⁶ и запоминающие устройства ¹⁷ , а также в электронной упаковке ¹⁸ .

Чернила, картридж и подложка являются одинаково важными компонентами, которые используются в процессе печати. Во-первых, физические свойства чернил, такие как поверхностное натяжение и реологические свойства ( т.е. сдвиговая вязкость), оказывают существенное влияние на поведение печатной формы. Кроме того, pH играет важную роль как в растворе ( например, высыхание, вспенивание и вязкость), так и в сроке службы картриджа IJP. Во-вторых, для картриджа (пьезоэлектрического) волна напряжения управляющего напряжения фактически определяет образование капли и как направленность, так и однородность струи жидкости. Наконец, крайне важно, чтобы взаимодействие чернил и подложки было очень хорошо понято, так как разрешение и точностьОт печатного объекта сильно зависят от этого интерфейса. Испарение растворителя, изменение фазы от жидкости к твердому веществу, а также химические реакции являются основными процессами, которые происходят между каплей жидкости и подложкой. Все аспекты, связанные с IJP, от свойств чернил до механизмов снижения / подложки, выделены в обзорных работах Хатчингса ¹⁹ и Дерби ²⁰ .

В этом исследовании мы изучаем возможности IJP для производства многослойных поливиниловых спиртов. Сначала были составлены водные чернила PVOH, и были исследованы основные физические свойства, такие как реологические свойства, поверхностное натяжение и pH. В этой работе был использован пьезоэлектрический струйный принтер и затем идентифицированы соответствующие параметры формы сигнала. Были отпечатаны многослойные PVOH, а профили качества и поверхности / толщины были оценены с помощью оптической микроскопии.