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近些年,3D打印技术被大家认知并应用,熔融沉积成型(FDM)作为3D打印的技术之一,以价格低、操作简单受到了研究人员的密切关注。但是,FDM材料种类有限并且对环境存在一定的污染。为了拓宽FDM可用材料,论文以聚乳酸(PLA)为基体、麦秸粉为填充料,研究制备了环保型挤出线材的工艺配方和成型技术。针对该材料易老化的现象,添加了紫外线吸收剂,可有效控制自然环境对材料的侵蚀。作为FDM材料,其性能不仅与材料自身性质有关,也与打印方式紧密相关。本文利用正交试验研究了原料的最佳配比,再根据性能要求进行优选,试验分析了紫外线吸收剂对PLA/麦秸粉复合材料主要性能的影响,最后探讨了打印方式与技术参数对材料的作用。本文主要研究内容如下:(1)通过四因素三水平正交试验设计表9L(34)制备PLA/麦秸粉复合材料,采用的因素及水平分别为麦秸粉平均粒径(70μm、120μm、170μm),麦秸粉添加量(1%、3%、5%),偶联剂添加量(2%、5%、8%),相容剂添加量(0.5%、1%、1.5%),探讨各因素及其水平对其力学性能的影响。研究结果表明:随麦秸粉添加量的增加,PLA/麦秸粉复合材料的力学性能降低;偶联剂添加量在8%时,PLA/麦秸粉复合材料力学性能最优;麦秸粉平均粒径和相容剂添加量的变化导致PLA/麦秸粉复合材料的力学性能出现先上升后下降的趋势。(2)添加不同含量(0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%)的紫外线吸收剂UV531制备PLA/麦秸粉复合材料,并对其进行紫外加速老化试验。研究结果表明:随着老化时间的延长,材料的明度差(△L*)与色差(△E*)都在不断增大,且UV531的添加量越多,△L*与△E*增大的程度越小;老化前,随着UV531添加量的增加,材料的力学性能不断下降;老化后,强度降低,且随着UV531添加量的增加,力学强度在老化后的损失程度呈现先下降后增加的趋势;SEM分析表明,老化使得PLA/麦秸粉复合材料的表面出现了一定程度的裂纹;XPS分析表明,老化的过程使材料发生氧化,O/C比增加,UV531的加入可以有效降低氧化的程度;FTIR分析表明羰基C=O键与C-O在老化后强度降低,UV531的加入,可以减少材料的老化程度。(3)对制备的PLA/麦秸粉复合材料进行FDM打印方式的研究,研究变量为填充密度、层高、打印速度、打印温度。研究结果表明:填充密度的增加使打印材料获得更高的力学性能。DMA分析表明填充密度的增加使储能模量、玻璃化转变温度以及玻璃化转变温度处的损耗模量提高。SEM分析表明填充密度的增加,可以使材料的内部孔隙减少,利于结合力的提高;层高的增加使力学性能降低。DMA分析表明随着层高的增加,材料的储能模量、玻璃化转变温度以及对应处的损耗模量降低。SEM分析表明,层高的增加不利于材料内部“网线”之间的结合;打印速度的提高使复合材料力学性能降低。流变性能测试表明打印速度的提高不利于体系储能模量、损耗模量及粘度的提高,但是对热稳定性没有过多影响。SEM分析表明打印速度的提高容易使材料在打印过程中出现缺料现象;温度的升高使打印的材料获得更高的力学性能。SEM分析表明,温度的升高可以促进材料的熔融,利于体系的结合。