论文部分内容阅读
光固化三维快速成型(Stereo lithography Appearance简称SLA)是目前应用最多并且最具发展潜力的一种快速成型技术,其中,光敏树脂应用是该技术的关键环节,存在黏度大、体积收缩率高、力学性能低、热稳定性以及热力学性能差等问题。目前商品化的光固化三维快速成型用光敏树脂大多来自国外,研发自主品牌的高性能光敏树脂是打破国外垄断推动我国快速成型技术发展的关键。本文首先通过引发剂、自由基组分、阳离子组分等各组分含量对树脂体系的黏度、固化体积收缩率以及凝胶率的影响研究建立自由基-阳离子混杂型光敏树脂体系(FRCI)的配方,选取自制的一缩二乙二醇改性环氧丙烯酸酯为自由基预聚物,脂肪族环氧化合物双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯(TTA26)为阳离子预聚物,1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)为稀释剂单体,碘鎓盐Irgacure 250作为光引发剂,确立自由基:阳离子预聚物配比为3:4、稀释剂单体占总体系的28%、光引发剂占2%时,光敏树脂的综合性能最好。为了进一步改善光敏树脂的性能,制备了甲基丙烯酸羟乙酯功能化氧化石墨烯(HFGN)和硅烷偶联剂KH560功能化氧化石墨烯(FGO),然后分别将其与光敏树脂复合制备了复合型液体光敏树脂,研究GO、FGO的加入量对复合光敏树脂粘度和凝胶率的影响;之后通过紫外光固化,制备了HFGN/FRCI和FGO/FRCI复合材料,通过红外、扫描电镜(SEM)、动态机械分析(DMA)、热重分析(TGA)以及力学性能测试等研究了复合材料的性能,研究结果表明,当加入0.06%的HFGN时,光敏树脂的固化体积收缩率降低至3.6%,拉伸性能弯曲性能以及冲击强度分别提高了65.2%、31.5%和57%;当加入0.06%FGO时,光敏树脂的固化体积收缩率降低至3.4%,拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度分别提高了71.8%、26.9%和49.7%。本论文的研究表明,通过氧化石墨烯表面功能团设计不仅可以有效增强填料和光敏树脂基体的界面结合,还可以一定程度上补偿因填料引入而引起的光敏树脂感光性的降低,极少量的HFGN和FGO的添加即可使得固化后光敏树脂复合材料的性能获得明显提高。