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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1 |# @7 m$ v* t1 ^5 x5 r* [
件、材料、机械等多领域的系统性、综合性新兴技
; b" b8 m. \: [  [& T* a- h7 n术,运用粉末金属或线材塑料等可黏合材料,通过
1 i! f* H! K* p7 Y! v1 K选择性黏结逐层堆叠积累的方式来形成实体[1]。
& K' s7 }6 f3 q- D) _, Z3 m3D打印的主要技术包括熔融沉积成型(FDM)、光  d- _% g" Z9 P2 J
固化立体成型(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、分% Z. W! C  c) `: ^
层实体制造(LOM)、数字光处理技术(DLP)以及, {) ?) M1 _* |) V
三维打印黏结成型(3DP)等。7 u' c8 M( x& |+ _
3D打印材料是3D打印的物质基础,也是限制1 q& g& @: ^4 J2 z" d
3D打印进一步发展的技术瓶颈。目前,主要的3D7 w7 c' O! X6 z2 r& O( u+ f
打印材料分为金属材料、陶瓷材料、聚合物和复合
% Q2 O1 s6 i6 Q3 Z# o+ k材料[2]。在聚合物材料方面,虽然热塑性树脂估计2 }, p2 G! i2 ]( F) B; i
有77 000种,但可用于3D打印的热塑性塑料品种很  n' B+ U: ~3 F; K1 W
少[3]。我国在“十三五”期间将重点发展3D打印塑1 U9 F4 r4 k) L
料耗材,预计热塑性塑料将成为发展最快的3D耗
8 M6 A  l) {+ V# g1 G材,年增长率将达20%[4]。在目前使用的3D打印塑0 N  }% Y, P, y+ J/ C8 n
料基材中,聚乳酸(PLA)塑料是应用最广的品种之
, G& J  a" i9 p$ ~7 J一。) J+ j" Y4 N/ C" X2 {9 p7 z
PLA材料在3D打印领域具有广阔的应用空间,. o( i7 B9 O1 n7 P* k& U
但PLA材料也存在较明显的性能缺陷:玻璃化温度% i  F" ]) e3 }; b* i6 P
低、脆性大、热稳定性差、功能单一、价格较高。尤
7 O) O- u' e3 @其是耐热性能差,限制了该类材料在增材制造领域9 K7 B( J# y" C, m/ C) s0 a% |6 K
的进一步推广和应用。为了提高PLA材料的性能,/ U5 V9 \+ _  H$ {
拓宽其应用领域,国内外学者对PLA进行了大量的
0 |6 Q: h$ d' R$ S改性研究工作[5-9]。改性研究主要从两个方面进行:: O7 K! Y& t4 E2 N2 q
一是通过交联、表面改性或通过共聚引入其他单体& n5 F" a& P9 j& P- g
改变PLA自身的分子结构来达到性能改善的目的;( j1 A* I% B% [+ s3 B( |. L
二是通过共混、填充、纳米复合等方法制备各种类
) K- G2 \, h5 [7 w型的复合材料,从而改善PLA的韧性和强度以及提% k9 R; W/ o" }  A% V( F
高热稳定性等[10]。7 {) ]6 l. D8 Y
: R7 W0 X' e; Y* M2 W* t- ^

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