Application of water-thinnable photopolymerizable resin for shaping of microreactors - preliminary results

• Autorzy: Falkowski P. , Elert P.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie wodorozcieńczalnych, fotoutwardzalnych żywic do formowania mikroreaktorów - wstępne wyniki

• Konferencja: Composites and Ceramic Materials - Technology, Application and Testing (12 ; 16-18 May 2011 ; Białowieża, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the preliminary research on application of synthesized water-thinnable polyester resin for shaping of ceramic element by photopolymerization. The ceramic pastes made of alumina (30 vol%) and photocurable resins were used to prepare thin layers (tapes) and then were exposed to UV radiations. The cure depth and König hardness of cured layers were determined as well as the effect of a photoinitiator concentration on polymerization. The density of sintered ceramic samples also were examined. The research showed that the developed pastes with water-thinnable resin might be used to mold the ceramic elements by soft lithography method. The results obtained for polyester resin were compared with results obtained for commercially available photocurable resin.

PL

W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań dotyczące zastosowania zsyntezowanej wodorozcieńczalnej żywicy poliestrowej w metodzie formowania elementów ceramicznych z zastosowaniem procesu fotopolimeryzacji. Z otrzymanych z tlenku glinu (30%obj) i ulegającej polimeryzacji żywicy poliestrowej past ceramicznych formowano cienkie warstwy, które następnie poddawano działaniu promieniowania UV powodującemu sieciowanie się żywicy. Następnie badano twardość Koniga otrzymanych warstw, wpływ ilości fotoinicjatora oraz głębokość na jaką zachodził proces fotopolimeryzacji. Wyznaczono także gęstość otrzymanych spieków. Przeprowadzone badania wykazały, że otrzymane pasty z wodorozcieńczalnej żywicy poliestrowej mogą być wykorzystane w formowaniu elementów ceramicznych metodą litografii miękkiej. Wyniki otrzymane dla past z żywicą poliestrową zostały porównane do wyników otrzymanych z handlowo dostępną swiatłoutwardzalną żywicą.

Słowa kluczowe

EN

water-thinnable polyester resin; alumina; UV curing; microreactor

PL

wodorozcieńczalna żywica poliestrowa; glin; mikroreaktor

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 56, iss. 4
• Strony: 1177--1183
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Falkowski P.

autor

Elert P.

• Faculty of Chemistry, Warsaw University of Technology, 00-664 Warsaw, 3 Noakowskiego Str., Poland

Bibliografia

• [1] M. Chudy et al., Miniaturized tools and devices for bioanalytical applications: an overview, Anal Bioanal Chem. 395, 647-668 (2009).
• [2] I. Grabowska, E. Ksok, I. Wyżkiewicz, M. Chudy, Miniaturized module with biosensors for potentiometric determination of urea, Microchim Acta. 164, 299-305 (2009).
• [3] F. K. Jensen, Microreaction engineering - is small better?, Chem Eng. Scie. 56, 293, 303 (2001).
• [4] D. M. Roberge, L. Ducry, N. Bieler, P. Cretton, B. Zimmermann, Microreactor Techology: A Revolution for the Fine Chemical and Pharmaceutical Industries? Chem. Eng. Technol. 3, 28 (2005).
• [5] R. Knitter, R. Lurk, M. Rohde, S. Stolz, V Winter Heating Concepts for Ceramic Microreactors, Microreaction Technology - IMRET 5: Proc. of the 5th Int. Conf. on Microreaction Technology, Springer Verlag, Berlin 86-93.
• [6] G. Markow, S. Schirrmeister, J. Albrecht, F. Becker, R. Schütte, K. J. Caspary, E. Klemm, Microstructured Reactors for Heterogeneously Catalyzed Gas-Phase Reactions on an Industrial Scale, Chem. Eng. Tech. 28, 4, 459-464 (2005).
• [7] Y. de Hazan, J. Heinecke, A. Weber, T. Graule, High solids loading ceramic colloidal dispersions in UV curable media via comb-polyelectrolyte surfactants, J. Colloid Interface Sci. 337, 66-74 (2009).
• [8] M. Wozniak, T. Graule, Y. de Hazan, D. Kata, J. Lis, Highly loaded UV curable nanosilica dispersions for rapid prototyping applications, J. Eur. Ceram. Soc. 29, 2259-2265 (2009).
• [9] P. Jankowski, G. Rokicki, Styrene-free water-thinnable unsaturated polyester resins with hydrophilic sulfonate groups for coating applications. Part I. Syntheses by polycondensation, Polimery 54, 9, 618 (2009).
• [10] P. Jankowski, G. Rokicki, Sposób otrzymywania wodorozcieńczalnych nienasyconych żywic poliestrowych, utwardzanych promieniowaniem UV metodą polikondensacji, patent number P-388437/1.07.2009.
• [11] Z. Wicks, S. P. Pappas, Effects of pigmentation on UV curing. In UV Curing: Science and Technology, ed. S.P Pappas. Stamford Technology Marketing, Stamford, CT, 2763-2767 (1978).
• [12] T. Chartier, C. Hinczewski, S. Corbel, UV Curable Systems for Tape Casting, J. Eur. Ceram. Soc. 19, 67-74 (1999).
• [13] H. Liao, T. Coyle, Photoreactive suspensions for stereolithography of ceramics, J. Canadian Ceram. Soc. 65, 4, 254-262 (1996).
• [14] V. Tomeckova, J. W. Halloran, Predictive models for the photopolymerization of ceramic suspensions, J. Eur. Ceram. Soc. 30, 2833-2840 (2010).
• [15] M. L. Griffith, J. W. Halloran, Scattering of ultraviolet radiation in turbid ceramic suspensions, J Appl Phys 81, 10, 2538-46 (1997).
• [16] V. Tomeckova, J. W. Halloran, Cure depth for the photopolymerization of ceramic suspensions J Eur Ceram Soc. 30, 3023-3033 (2010).
• [17] V. Tomeckova, J. W. Halloran, Critical energy dose for the photopolymerization of ceramic suspensions. J Eur Ceram Soc. 30, 3273-3282 (2010).
• [18] Y. Xia, G. M. Whitesides, Soft lithography, Annu. Rev. Mater. Sci. 28, 153-84 (1998).
• [19] F. Doreau, C. Chaput, T. Chartier, Stereolithography for manufacturing ceramic parts Adv Eng Mater 2, 8, 493-4 (2000).
• [20] M. L. Griffith, J. W. Halloran, Free form fabrication of ceramics via stereolithography. J Am Ceram Soc. 79 10, 2601-8 (1996).
• [21] J. W. Halloran, C. J. Bae, C. Torres-Garibay, V. Tomeckova, S. Das, W. Baker, Manufacture of Complex Ceramics by Photopolymerization, Global Roadmap for Ceramics-ICC2 Proceedings. In: Alida Bellosi G, Nicola Babini, editors. The Proceedings of the 2nd International Congress on Ceramics. 369-78 (2008). ISBN 978-88-8080-084-2.