چاپ پلاریزان با استفاده از جوهرپلی وینیل الکل/نانوکریستال سلولز: تعیین اثرات غلظت جوهر و سرعت تبخیرحلال

سابقه و هدف: امروزه، مطالعه پیرامون مهندسی خودآرایی نانوکریستال های سلولزی درون بسترهای پلیمری، با هدف گسترش دامنه کاربردی این نانوساختارهای زیستی، به یکی از موضوعات داغ تحقیقاتی بدل شده است. مشکور و همکاران (۲۰۱۴ و ۲۰۱۹) روشی مبتنی بر بهره-گیری از گشتاور کشش سطح (STT) را به منظور کنترل خودآرایی نانوکریستال های سلولزی (CNC) درون محلول های پلیمری معرفی نمودند که امکان چاپ دوشکستی نانوکامپوزیتی را فراهم می نمود. در این مقاله، تاثیر سرعت تبخیر حلال و غلظت محلول پلی وینیل-الکل (PVA) / نانوکریستال سلولز به عنوان جوهر چاپ پلاریزان، بر کیفیت چاپ سه بعدی نانوکامپوزیتی حاصل بررسی شده است. مواد و روش ها: محلول های آبی پلی وینیل الکل (PVA) در ۳ سطح غلظت ۵/۲ ، ۵ و ۱۰ درصد، حاوی ۵ درصد وزنی نانوکریستال سلولزی استخراج شده از الیاف پنبه، به عنوان جوهر چاپ تهیه شدند. جهت چاپ فیلم های نانوکامپوزیتی نهایی، قالب ریزی محلول جوهر بر روی بستر مسی دارای نقوش برجسته انجام شد. با هدف کنترل سرعت خروج حلال، از دو نوع آون متداول و آون خلاء استفاده شد. کیفیت جهت یافتگی اجزای جوهر و چاپ پلاریزان، با میکروسکوپ نوری پلاریزان و نرم افزار تحلیل گر تصویر ارزیابی و کمی سازی شد. یافته ها: تحلیل تصاویر میکروسکوپی نشان داد که با افزایش نسبت فاز حامل PVA در ترکیب جوهر، گرانروی جوهر به میزان قابل توجهی افزایش یافت و با افزودن نانوذرات CNC به ترکیب به صورت معناداری از شدت افزایش گرانروی کاسته شد. در ارزیابی کیفیت چاپ از مقایسه مقادیر سه شاخص استفاده شد: شاخص تباین رنگ های تداخلی (ICC)، شاخص پیروی از الگو ((PMI، شاخص تقارن نقش (PSI). افزایش غلظت جوهر در نتیجه افزایش سهم فاز حامل PVA موجب افزایش شاخص ICC گردید و تاثیر این عامل بر دو شاخص PMI و PSI الگوی مشابهی را نشان داد؛ به طوری که بیشترین و کمترین مقادیر بدست آمده برای جوهر سه جزئی، به ترتیب، در غلظت ۱۰ و ۵ درصد PVA به دست آمد. افزایش سرعت خروج فاز حلال، تاثیر معناداری را بر تغییرات شاخص ICC نشان نداد در حالی که مقادیر دو شاخص PMI و PSI را به صورت معنادار متاثر نمود و موجب کاهش کیفیت چاپ گردید. نتیجه گیری: به طور خلاصه، بر اساس یافته های تحقیق حاضر، می توان چنین بیان نمود که در فرایند چاپ پلاریزان، استفاده از جوهر چاپ سه جزئی نسبت به نوع دو جزئی در اولویت قرار دارد. همچنین کاهش سرعت خروج حلال می تواند تاثیر قابل ملاحظه ای بر کیفیت چاپ داشته باشد. متناسب با ترکیب جوهر استفاده شده در این مطالعه، جهت دستیابی به کیفیت چاپ مطلوب، سطح غلظت ۵ درصد برای فاز حامل قابل توصیه می باشد. متناسب با ترکیب جوهر استفاده شده در این مطالعه، جهت دستیابی به کیفیت چاپ مطلوب، سطح غلظت ۵ درصد برای فاز حامل قابل توصیه می باشد.