Dizajn i 3D-ispis generatora kapljica

završni rad

• Naslov (engleski): Design and 3D printing of droplet generators
• Autor: Anđela Nosić
• Mentor: Domagoj Vrsaljko (mentor)
• Član povjerenstva: Domagoj Vrsaljko (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Elvira Vidović (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Anita Šalić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2022-09-19, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo

Sažetak

Generatori kapljica su mikroreaktori koji omogućavaju dobivanje emulzija u obliku kapljica iz nemješljivih kapljevina. Cilj rada bio je istražiti mogućnost 3D-ispisa generatora kapljica za dobivanje kapljica jednakog oblika i veličine. Osim toga, svrha je bila istražiti kako će oblik spoja generatora i modifikacija površine utjecati na formirane kapljice. Generatori kapljica su ispisani aditivnom tehnologijom, stereolitografijom, na 3D-pisaču Form 2. Kao materijal korištena je smola High Temp. Ispisana su dva oblika generatora kapljica, a to su dvostruki T spoj i Y 45° spoj sa promjerima kanala od 1,00 mm, 1,50 mm, i 3,00 mm. Površina je modifircirana komercijalnim sredstvima Bama All Protect i Erdal Protect koja služe za hidrofobizaciju površine. Za karakterizaciju površine mjeren je kontaktni kut neobrađene i obrađene površine generatora kapljica sa trima kapljevinama: vodom, dijodometanom i formamidom. Pomoću rezultata mjerenja izračunata je i slobodna površinska energija. Također, snimljen je FTIR spektar za karakterizaciju neobrađenih površina i površina obrađenih sredstvima za hidrofobizaciju površine. Prilikom ispitivanja generatora kapljica, pratio se utjecaj spoja generatora kapljica te utjecaj modificarnih površina na oblik i veličinu formiranih kapljica. Za ispitivanje su korišteni ulje i voda. Ispitivanje se vršilo pri različitim protocima. Rezultati pokazuju da spoj generatora kapljica i primjenjeni protok utječu na oblik formiranih kapljica i njihovu veličinu, a sredstva za modifikaciju površine su samo u nekim slučajevima utjecala na oblik i veličinu formiranih kapljica.

Sažetak (engleski)

Droplet generators are microreactors that produce droplet emulsions from immiscible fluids. The aim of the study was to investigate the possibility of 3D printing droplet generators to produce droplets of the same shape and size. It also aimed to determine the influence of the generators' shape and surface modification on the droplets formed. The droplet generators were printed using the Form 2 3D printer, which uses stereolitography as an additive technology. The material used was High Temp Resin. Two types of droplet generators were printed: a double T junction and a Y 45º junction. The diameter of the channels was 1,00 mm, 1,50 mm and 3,00 mm. The surface was modified with commercial agents used to hydrophobize surfaces: Bama All Protect and Erdal Protect. For surface characterization, the contact angle of the treated and untreated surfaces was measured using water, diiodomethane and formamide. From these results, the surface free energy was calculated. For surface characterization, the spectra of the treated and untreated surfaces were also recorded using FTIR spectroscopy. During the experiment, it was observed how the shape of the generators and the surface modification affected the shape and size of the droplets formed. Two fluids were used for this experiment, oil and water. The experiment was performed with different flows of these liquids. The results show that the shape of the droplet generators and the flow affects the shape and size of the droplets formed while the modification of the surface influenced the shape and size of the formed droplets only in some cases.

• Ključne riječi: aditivna proizvodnja; generatori kapljica; modifikacija površine; kontaktni kut; slobodna energija površine
• Ključne riječi (engleski): additive technology; droplet generators; surface modification; contact angle; free surface energy
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:219749
• Studijski program: Naziv: Kemija i inženjerstvo materijala; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: preddiplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (univ. bacc. ing. cheming.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-03-09 13:15:00