چاپ پلاریزان با استفاده از جوهرپلی‌وینیل‌الکل/نانوکریستال‌سلولز: تعیین اثرات غلظت جوهر و سرعت تبخیرحلال

سابقه و هدف: امروزه، مطالعه پیرامون مهندسی خودآرایی نانوکریستال‌های سلولزی درون بسترهای پلیمری، با هدف گسترش دامنه کاربردی این نانوساختارهای زیستی، به یکی از موضوعات داغ تحقیقاتی بدل شده است. مشکور و همکاران (2014 و 2019) روشی مبتنی بر بهره-گیری از گشتاور کشش سطح (STT) را به منظور کنترل خودآرایی نانوکریستال‌های سلولزی (CNC) درون محلول‌های پلیمری معرفی نمودند که امکان چاپ دوشکستی نانوکامپوزیتی را فراهم می‌نمود. در این مقاله، تأثیر سرعت تبخیر حلال و غلظت محلول پلی‌وینیل-الکل (PVA) / نانوکریستال سلولز به عنوان جوهر چاپ پلاریزان، بر کیفیت چاپ سه‌بعدی نانوکامپوزیتی حاصل بررسی شده است. مواد و روش‌ها: محلول‌های آبی پلی‌وینیل‌الکل (PVA) در 3 سطح غلظت 5/2 ، 5 و 10 درصد، حاوی 5 درصد وزنی نانوکریستال‌ سلولزی استخراج شده از الیاف پنبه، به عنوان جوهر چاپ تهیه شدند. جهت چاپ فیلم‌های نانوکامپوزیتی نهایی، قالب‌ریزی 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 جهت‌یافتگی اجزای جوهر و چاپ پلاریزان، با میکروسکوپ نوری پلاریزان و نرم افزار تحلیل‌گر تصویر ارزیابی و کمّی‌سازی شد. یافته‌ها: تحلیل تصاویر میکروسکوپی نشان داد که با افزایش نسبت فاز حامل PVA در ترکیب جوهر، گرانروی جوهر به‌میزان قابل توجهی افزایش یافت و با افزودن نانوذرات CNC به ترکیب به‌صورت معناداری از شدت افزایش گرانروی کاسته شد. در ارزیابی کیفیت چاپ از مقایسه مقادیر سه ‌شاخص استفاده شد: شاخص تباین رنگ‌های 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 تأثیر این عامل بر دو شاخص PMI و PSI الگوی مشابهی را نشان داد؛ به‌طوری‌که بیشترین و کمترین مقادیر بدست آمده برای جوهر سه‌جزئی، به‌ترتیب، در غلظت 10 و 5 درصد PVA به‌دست آمد. افزایش سرعت خروج فاز حلال، تأثیر معناداری را بر تغییرات شاخص ICC نشان نداد در حالی‌که مقادیر دو شاخص PMI و PSI را به‌صورت معنادار متأثر نمود و موجب کاهش کیفیت چاپ گردید.نتیجه‌گیری: به‌طور خلاصه، بر اساس یافته‌های تحقیق حاضر، می‌توان چنین بیان نمود که در فرایند چاپ پلاریزان، استفاده از جوهر چاپ سه‌جزئی نسبت به نوع دو‌جزئی در اولویت قرار دارد. همچنین کاهش سرعت خروج حلال می‌تواند تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر کیفیت چاپ داشته باشد. متناسب با ترکیب جوهر استفاده شده در این مطالعه، جهت دستیابی به کیفیت چاپ مطلوب، سطح غلظت 5 درصد برای فاز حامل قابل توصیه می‌باشد. متناسب با ترکیب جوهر استفاده شده در این مطالعه، جهت دستیابی به کیفیت چاپ مطلوب، سطح غلظت 5 درصد برای فاز حامل قابل توصیه می‌باشد.