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[高分子] 3D打印用聚乳酸及其复合材料的研究进展

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最佳新人活跃会员热心会员灌水之王

发表于 2019-6-25 00:18:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
3D打印又称增材制造,是一种结合计算机软9 d% h( |( V6 v
件、材料、机械等多领域的系统性、综合性新兴技, c3 W* Z3 K3 [5 O
术,运用粉末金属或线材塑料等可黏合材料,通过
' q; o9 t1 Z; k7 B选择性黏结逐层堆叠积累的方式来形成实体[1]。
1 O9 [0 X7 T) M9 K/ w; @4 d% v3D打印的主要技术包括熔融沉积成型(FDM)、光
! H5 {$ r5 o1 y' y5 I9 X固化立体成型(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、分
! G& P6 _6 c$ Y7 }3 E: y! s层实体制造(LOM)、数字光处理技术(DLP)以及: j9 q1 j/ J% w+ Y( S; H' G
三维打印黏结成型(3DP)等。
0 Z5 S/ Y% L$ m) V" {3D打印材料是3D打印的物质基础,也是限制
% S  w* }1 i' j# E, a3 ^3D打印进一步发展的技术瓶颈。目前,主要的3D
! \0 n- Q7 u1 u+ F6 t打印材料分为金属材料、陶瓷材料、聚合物和复合
' x% \  U# F/ V3 `2 |1 d6 r材料[2]。在聚合物材料方面,虽然热塑性树脂估计
" @8 S: L$ d8 ]$ ]! o6 o有77 000种,但可用于3D打印的热塑性塑料品种很
- r- N% j  m, l2 m% ]* N, h! Q6 p少[3]。我国在“十三五”期间将重点发展3D打印塑
7 r* [; I; d4 N( o- b  v; F料耗材,预计热塑性塑料将成为发展最快的3D耗( p" u/ C- t3 g$ l3 L/ i
材,年增长率将达20%[4]。在目前使用的3D打印塑
$ h1 D: F% V* ~2 @/ E3 c8 y$ X料基材中,聚乳酸(PLA)塑料是应用最广的品种之
# H0 v' i' {0 R% O2 g* V, F4 v& f一。$ a3 a+ l- n5 @
PLA材料在3D打印领域具有广阔的应用空间,
. B0 [0 r2 P3 Y9 C% u" Y但PLA材料也存在较明显的性能缺陷:玻璃化温度" H; E" c9 L1 W& O. I- y
低、脆性大、热稳定性差、功能单一、价格较高。尤
+ i7 x: H% c" n* G其是耐热性能差,限制了该类材料在增材制造领域9 z: f% ?. ~$ B- d) T* ]. b: u
的进一步推广和应用。为了提高PLA材料的性能,3 o7 a/ U( Z: I- Y# y; Q
拓宽其应用领域,国内外学者对PLA进行了大量的9 C2 [2 ^! }1 P( v- V  W) k% J
改性研究工作[5-9]。改性研究主要从两个方面进行:
- c* M9 n6 R/ l一是通过交联、表面改性或通过共聚引入其他单体  |2 |  {" p/ w5 I
改变PLA自身的分子结构来达到性能改善的目的;
4 s  x; D" w, H) `  ?* V; X二是通过共混、填充、纳米复合等方法制备各种类" B% m' j$ S$ C, }4 j! j
型的复合材料,从而改善PLA的韧性和强度以及提
) \: R  }9 t: [  N. h2 `: c高热稳定性等[10]。
3 x) q2 B4 k0 K
' e" _/ o; R/ I6 f- s

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