
聚二甲基硅氧烷(PDMS)里面只加 CF 和同时加 CF 以及 1,2 - 丙二醇的宏观和微观样子。从图上能看出来,在加助剂之前,CF 是均匀地分散在 PDMS 里面的。可是加了助剂以后,好多根 CF 就聚在一起形成了支架。这可能是因为液体的表面张力不一样,助剂液体比 PDMS 液体更容易弄湿 CF。用机器搅拌的时候,助剂层会均匀地铺在 CF 的表面上。随着搅拌继续,带着助剂层的 CF 相互碰到一起,助剂界面的表面张力和纤维之间的范德瓦尔力就会让两根纤维靠得更近,最后就形成了团聚体。同时,输入的机械能会让内部的流体有切应力,比较大的团聚体受到这个力就会破碎,变成好多细小的条状团簇。当稀释剂的添加量分别是 5phr、10phr、15phr、20phr 的时候,C - 170AGF(15CF)这种材料的粘度分别是 129Pa·s、94Pa·s、75Pa·s 和 56Pa·s,它在针头的挤出速度分别是 1.2cm/s、2.8cm/s、4cm/s 和 5.35cm/s。做实验发现,当稀释剂添加量是 5phr 的时候,针头那里还是会堵住,样品很难做成形。而稀释剂添加量是 10phr、15phr、20phr 的时候,堵塞的情况就没有了。另外,CSR 挤出的速度越大,在针头那里就越容易产生湍流,这样就会影响挤出丝条的直度,让做出来的产品精细度变差。所以综合考虑液态 CSR 的流动性和制品尺寸的精确性,确定稀释剂的添加量是 10phr。

3D 打印速度说的是打印针头移动的速度。要是打印速度比液态 CSR 的挤出速度快,那么挤出丝和基板之间的相对速度就大于 0,它们之间的速度差会产生切应力,这样就会把挤出丝拉长,使得做出来的 CSR 丝的直径比针头直径小,严重的时候还会断丝。要是打印速度慢,挤出丝就会在针头出口那里堆积起来,做出来的 CSR 直径就会比针头直径大,这样就会让挤出丝变厚,导致 CSR 从底部漏出来,产生封装缺陷。所以总的来说,在 0.5MPa 的压力下,考虑到打印速度和挤出速度要对应,这个速度就是 3.1m/s。