PDES的增强改性以及3D打印应用研究

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可聚合低共熔溶剂(PDES)是一种特别的离子液体,其特别之处在于其结构含有不饱和基团可以进行聚合反应,且聚合后导电性依旧很高。PDES不仅具有离子液体(PILs)优点,还具有制造成本低廉,制备过程100%原子利用率和环境友好等优势,并且PDES可以通过光聚合和热聚合方式聚合,聚合后不仅保持着较高的电导率,热稳定性及力学性能也十分突出。立体光固化成型法(Stereo lithography Appearance,SLA)是一种成熟的增材制造技术,利用特定波长的紫外光源聚焦到液态树脂表面进行有选择的光固化,在不接触的情况下逐层成型制造所需的三维实体模型,应用的领域涵盖了绝大多数行业。由于SLA技术不同于传统制造业,并对其产生了极大的影响,因此3D打印材料成为限制SLA打印技术发展的瓶颈,也是SLA打印创新发展的关键点和难点。为了拓展3D打印材料的应用范围和突破瓶颈,本论文的首次将PDES用于SLA工艺,对打印过程及材料性能的影响因素方面进行了详细探讨,实现复杂结构离子导电元器件的快速成型,主要研究结果归纳如下:1以氯化胆碱(ChCl)和丙烯酸(AA)为原料,在已有文献的基础上通过一步法合成了可光固化的低共熔溶剂PDES,通过FTIR和DSC测试结果表明PDES已经成功的制备出,并探讨了温度对其粘度、密度、电导率的影响。2通过添加单体NAM对PDES进行增强研究,利用对其光固化动力学进行研究,确定的引发剂的种类和用量。对不同配方的PDES/NAM的TGA、DMA、拉伸强度、邵氏硬度等性能进行了表征,结果都表明NAM对PDES有明显的增强作用。然后将复合树脂配方PDES/NAM用于SLA 3D打印,其打印出来的产品结构复杂,外形优美,打印精度也比较高,可以完整的打印出导电线路和导电转接器并且具有良好的导电性。3利用光敏树脂RJ313对PDES进行增强,测试结果表明RJ313对PDES增强效果非常显著,虽然材料的电导率的明显下降,却依旧满足其作为复合抗静电材料的使用范围。由测试结果可知,RJ313对体系的抗收缩效果明显且打印精度很高。3D打印的样品抗静电效果明显,在水洗10次后其表面电阻率仍保持不变,具有永久抗静电性。
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