海藻酸钠水凝胶3D打印效果和流变特征及其相关性分析

作者：钟启明; 张佳雨; 郭城; 杨国燕; 贾喜午; 刘玉彪; 金伟平^*

来源：食品工业科技, 2023, 44(23): 21-28.

DOI：10.13386/j.issn1002-0306.2023030162

• 3D打印
• 海藻酸钠
• 水凝胶
• 流变学
• 相关性分析

本研究以钙离子诱导海藻酸钠水凝胶为模型,通过稳态剪切、形变扫描、屈服应力等流变学测试,辅以水合分布特征分析海藻酸钠水凝胶网络结构,综合3D打印产品的形态与Micro-CT微结构,经Spearman相关性系数分析,建立流变参数与3D打印效果之间的关联性。结果表明,当固定海藻酸钠与Ca2+质量分数比为24:1,海藻酸钠浓度为4.5%时,凝胶3D打印产品形态评分最佳,层纹结构清晰,孔隙率为12.21%。此时凝胶的流变特征参数K、η1、G’、G"、τ0和τy分别为255.1Pa·sn,2740 Pa·s,3509Pa,673.2Pa,261.4Pa和51.62Pa;凝胶网络内部以毛细管水(约99.20%)为主,表现出强持水力。相关性分析结果表明,凝胶打印挤出流畅性与粘度特性(K,η1,和G")呈负相关,相关系数为-0.577,而产品的自支撑能力与弹性模量和应力特征值(G’、τ0和τy)呈显著正相关(P<0.05)。

• 单位
  武汉轻工大学