Experimental Design of Sustainable 3D-Printed Poly(Lactic Acid)/Biobased Poly(Butylene Succinate) Blends via Fused Deposition Modeling
Notice bibliographique
Résumé
Abstract A mixture design of experiment (DoE) was used to guide the fabrication and analysis of sustainable poly(lactic acid) (PLA) and biobased poly(butylene succinate) (BioPBS) 3D-printing filaments. The statistical DoE approach was employed to investigate the correlation between the mechanical properties of the PLA/BioPBS blends at different PLA and BioPBS wt % and to obtain the linear regression models of the mechanical properties. The statistical models help to design PLA/BioPBS blends with the desired mechanical properties. The PLA/BioPBS filaments with different composition ratios were 3D-printed via fused deposition modeling (FDM). The 3D-printability of the polymer blends was determined by the flowability and dimensional stability of the filaments, provided by fundamental rheological and coefficient of linear thermal expansion (CLTE) studies. Preliminary research found that the 3D-printability of PLA/BioPBS filaments with BioPBS content higher than 50 wt % was unsuccessful due to high viscosity and low thermal stability. These findings were verified with rheological tests for a range of PLA/BioPBS blend ratios and thermomechanical studies. Rheological results show a significant increase of the blend viscosity when BioPBS content in the blend was >50%. Additionally, the CLTE drastically increased with higher contents of BioPBS, making the PLA/BioPBS filaments thermally unstable during FDM processing. These results confirmed that the 3D-printability of PLA/BioPBS filaments is greatly influenced by the blend viscosity and the printing temperature. Rheological studies revealed that the viscosity range of a 3D-printable PLA/BioPBS filament lies within 1000–100 Pa·s. Scanning electron microscopy (SEM) and polarized optical microscopy (POM) images confirmed that PLA and BioPBS are immiscible. However, the addition of BioPBS improved the ductility and the crystallinity of PLA. The 3D printed PLA/BioPBS (90/10) blend showed an interesting result in that it obtained higher tensile and impact strengths than the neat PLA, which was attributed to crystallinity and morphological factors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».