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聚乳酸(PLA)作为一种生物可降解聚合物已成为3D打印领域中的主要原料,但是,其脆性较大、耐热性能解差等缺陷限制了其应用。通过将聚乳酸与纤维、纳米填料等以一定方法制备聚乳酸复合材料,克服了聚乳酸的性能缺陷,具有了更为显著的性能优势,可以扩大PLA在3D打印的应用范围。通过查阅近5年3D打印用PLA复合材料方面的研究文献,对3D打印用PLA复合材料的类型进行了分类并对其研究进展进行了整理。综述了近年来研究较多的聚乳酸复合材料的制备方法、打印工艺及性能特点,主要包括聚乳酸/天然植物纤维、聚乳酸/碳纤维、聚乳酸纳米等复合材料,得到了3D打印用PLA复合材料存在的主要问题,并展望其未来的发展方向。 相似文献
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本研究用高混机充分混合碳纤维(CF)和聚乳酸(PLA),再通过单螺杆挤出机制备出聚乳酸/碳纤维(PLA/CF)复合材料线丝,并成功地制备3D打印试样。通过测试PLA/CF复合材料线丝的力学性能,热性能,断面形态,发现PLA/CF复合材料线丝的耐热性高于纯PLA线丝,并且CF含量为1%的复合材料线丝的断裂强度可达70 MPa,高于纯PLA线丝的断裂强度,证明CF对PLA本体有增强效果。但随CF含量增加,断裂强度却有一定程度的下降,这可能是高含量CF的分散和复合材料的界面等因素影响的结果。 相似文献
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以微晶纤维素(MCC)为增强材料、聚乳酸(PLA)为基体,通过高温熔融共混、挤出、拉丝等流程,制备适用于熔融沉积成型(FDM)3D打印技术的MCC/PLA复合材料,并通过FDM型3D打印机打印出成品。讨论了MCC添加量对该复合材料的力学性能、热性能、微观结构以及3D打印性能的影响。研究结果表明,随着MCC添加量的增加,复合材料的力学性能呈现先增高后下降的变化趋势,当MCC添加量为3%时,其拉伸强度和弯曲强度达到最高,分别为54.55 MPa和64.25 MPa。红外分析证实了微晶纤维素与聚乳酸在熔融时发生了接枝共聚反应。热性能分析表明,添加少量MCC,可以提高复合材料的热稳定性和PLA的结晶度。MCC添加量为3%的MCC/PLA复合材料其力学性能、打印性能和外观达到最佳,可应用于FDM型3D打印技术。 相似文献
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郝亚暾 《化学推进剂与高分子材料》2022,(6):55-58
以玄武岩纤维(BF)、聚乳酸(PLA)为主要原料,再与成核剂TMC–210、硅烷偶联剂KH–550、环氧扩链剂KL–E4370B和填料纳米碳酸钙通过熔融共混制备3D打印玄武岩纤维/聚乳酸复合线材。讨论了纤维含量、成核剂用量、硅烷偶联剂用量、环氧扩链剂用量、纳米碳酸钙用量对复合线材力学性能的影响。结果表明:w(BF)以20%~30%为宜;TMC–210对于复合线材强度增强效果不明显;w(KH–550)为7.5%、w(KL–E4370B)为4%、w(纳米碳酸钙)为7.5%时,复合线材力学性能最佳。 相似文献
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3D打印用聚乳酸/松木粉/纳米二氧化硅木塑复合材料性能研究 总被引:2,自引:0,他引:2
以化学改性松木粉(PWF)为增强材料、聚乳酸(PLA)为基体,同时添加少量纳米二氧化硅(nano-SiO_2),通过熔融挤出制备了适用于熔融沉积成型(FDM)3D打印技术的木塑复合材料,并对该木塑复合材料的力学性能和3D打印性能进行了研究。结果表明:添加nano-SiO_2可以显著提高木塑复合材料的力学性能,随着nanoSiO_2用量的增加,PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料的各项力学性能均呈现逐渐上升的趋势,且在nanoSiO_2用量为5%时达到最佳。PWF用量对PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料各项力学性能的影响呈现先上升后下降的趋势,且材料性能在PWF用量为15%时达到最佳,此时弯曲强度为101.6 MPa、弯曲模量为4 652 MPa、拉伸强度为92.81 MPa、拉伸模量为3 845 MPa、冲击强度为4.31 kJ/m~2,相对于PLA/PWF木塑复合材料均提高了50%以上。该PLA/PWF/nano-SiO_2木塑复合材料可应用于FDM型3D打印,具有良好的打印性能。 相似文献
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采用熔融沉积法(FDM)3D打印工艺制作木粉(WF)与聚乳酸(PLA)质量比为3:100的WF/PLA复合材料,研究了打印工艺参数对WF/PLA复合材料力学性能的影响,确定了最佳打印工艺条件,然后,在最佳条件下,打印WF与PLA质量比为11:100的WF/PLA复合材料,并且,将该材料的性能与FDM 3D打印PLA试样进行了对比。结果表明,当打印层厚度为0.1 mm、打印温度为220℃、打印速度为50 mm/s、填充密度为100%、沉积角度为0时,WF/PLA复合材料的力学性能最佳。在该工艺条件下,WF与PLA质量比为11:100的WF/PLA复合材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为纯PLA的89.61%、97.56%、82.86%、92.40%和95.04%,与纯PLA相比,复合材料的表面润湿性能较好,吸水率显著增大。 相似文献
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为了探究黄芪药渣/聚乳酸(APS/PLA)材料3D打印过程中打印温度参数对产品性能的影响,以熔融挤出法制备了黄芪药渣/聚乳酸复合材料(APS/PLA-CM)线材,采用熔融沉积成型(FDM)-3D打印工艺打印试样,研究了打印温度对复合材料力学性能及热性能的影响.通过力学测试及扫描电子显微镜(S EM)观察层间结合情况发现... 相似文献
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以聚乳酸(PLA)为基体,连续玻璃纤维为增强体,采用熔融浸渍工艺制备连续玻璃纤维预浸丝,将制得的预浸丝作为3D打印耗材用于熔融沉积(FDM)的3D技术来制备连续玻璃纤维增强PLA复合材料试样,并研究了打印温度、层厚和打印速度对复合材料力学性能的影响。结果表明,当打印层厚为0. 5 mm,打印温度为230℃,打印速度为2 mm/s时,连续玻璃纤维增强PLA复合材料的弯曲性能最佳,弯曲强度和弯曲模量分别为327. 84 MPa和20. 293 GPa。综合考虑复合材料的力学性能、表面质量和尺寸稳定性,连续玻璃纤维增强PLA复合材料的最佳打印层厚为0. 5 mm,适宜的打印温度范围为200~220℃,打印速度范围为2~4 mm/s。 相似文献
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以聚乳酸(PLA)为基材,在聚烯烃弹性体(POE)的增塑作用下,搀杂不同比例的蒙脱土(MMT),采用熔融共混法,制备出一系列的PLA/POE/MMT复合材料。通过拉伸及冲击测试、差热扫描量热仪(DSC)、熔指仪对复合材料的力学性能、热性能和流动性能进行表征。结果表明:随着MMT的加入,PLA/POE/MMT复合材料的拉伸性能和冲击性能总体上比纯PLA差,复合材料的玻璃化转变温度(Tg)和熔点(Tm)总体上比纯PLA要低,只有当MMT含量为1 wt.%时,才使PLA体系的冲击强度有所提高,Tg和Tm有所提高。随着MMT的加入,PLA体系的流动性变好。 相似文献
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通过共混制备了十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺/双酚A型环氧丙烯酸光敏树脂(DBSA-PANI/BAEA),再通过数字光处理(DLP)技术实现了3D打印。研究了掺杂态聚苯胺对光敏树脂的黏度、固化凝胶率、力学强度和体积电阻率的影响,并通过扫描电镜(SEM)对树脂的冲击断面形貌进行了观察。结果表明,随着掺杂态聚苯胺的增加,树脂的冲击强度明显增加,树脂的电性能也有一定程度的提高,但是树脂的拉伸强度出现了下降。当掺杂态聚苯胺的添加量超过0. 2%时,电镜照片中的片层结构数目逐渐增多,树脂的韧性获得相应的提高。当添加量达到0. 4%时,树脂的固化凝胶率仅为75. 5%;若继续添加掺杂态聚苯胺,树脂将难以打印。 相似文献
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采用熔融沉积成型(FDM)制造方法,以木塑复合线材为原料,利用3D打印软件Ultimaker Cura的“填充结构”功能设计网格、直线、三角形等13种芯层结构(二维6种、立体7种),并将其与纸板粘接得到木塑复合夹层板。利用三点弯曲测试,研究不同夹层板的破坏失效形式与弯曲性能。结果表明:木塑夹层板的失效模式主要有弹性变形、面板起皱、芯子剪切和芯子压溃。在13种芯层结构中,立体的同心3D芯层结构夹层板弯曲性能最佳,弯曲模量和静曲强度分别为159.56 MPa和4.85 MPa,分别是网格芯层结构夹层板的5.4倍和2.3倍,具有较强的抗弯曲变形能力,适合于设计制造轻质高强度制品。 相似文献
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利用四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯(PETMP)、三羟基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPA)和双酚A甘油酯(BisGMA)等原料制备了一系列基于硫醇-甲基丙烯酯的三维(3D)打印光敏树脂。实时红外光谱表明树脂中的巯基(-SH)转化率在18.66%~38.80%之间,C C双键转化率在32.27%~70.06%之间。XRD衍射表明,树脂结晶度会随硫醇单体PETMP含量增加而减少;树脂的体积收缩率也会随着PETMP含量增大由7.56%降低至5.44%。拉伸实验表明,Bis-GMA的加入会使树脂拉伸强度由8.12 MPa增加至44.08 MPa,但PETMP含量增加时,拉伸强度急剧下降至0.28 MPa。热重分析表明树脂的热分解温度均高于300℃。扫描电子显微镜显示3D打印时,层与层之间黏接良好,无明显分层。 相似文献
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将与聚乳酸(PLA)化学接枝改性的环氧大豆油(ECP)和乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)作为复合增塑剂,改变ECP和ATBC的含量与PLA熔融共混制备PLA/ECP/ATBC三元共混复合材料,通过差式扫描量热仪、热变形温度测定仪、万能拉伸试验机、水接触角测定仪、洛氏硬度计考察了PLA/ECP/ATBC复合材料的热稳定性、力学性能和亲疏水性能。结果表明,复合材料结晶度最大为14.07%,是纯PLA的8.96倍;缺口冲击强度最大为4.59 kJ/m~2,比纯PLA提高了99.57%;断裂伸长率最大为167.2%,是纯PLA的50.21倍;改变ECP和ATBC的含量可以调节PLA复合材料的亲疏水能力和雾度,能为PLA基体与其他亲水亲油类材料的相容性改性拓宽思路,雾度的改变使PLA基复合材料可以用作光扩散剂,有助于拓展PLA材料的应用范围。 相似文献
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碳酸钙对聚乳酸/酯化纤维素复合材料性能的影响 总被引:4,自引:3,他引:1
采用熔融共混工艺制备了聚乳酸(PLA)/酯化纤维素/CaCO3复合材料,通过力学性能测试、热重分析、凝胶渗透色谱和红外光谱分析,研究了CaCO3对复合材料力学性能和热稳定性的影响。结果表明:CaCO3能够与酯化纤维素相互作用,并在一定程度上改善复合材料的力学性能,提高复合材料的热稳定性,减缓PLA的热降解。 相似文献
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在自制装置中用硅烷偶联剂KH550对长玻纤(LGF)进行表面处理后,采用熔融共混法制备了尼龙66/长玻纤复合材料。采用微机全自动热膨胀系数测定仪记录了玻纤增强尼龙66复合材料的热膨胀曲线,分析了玻纤含量、温度对复合材料热膨胀系数的影响,结果表明,随着玻纤含量的增加,复合材料的热膨胀系数显著下降,最大降低了74.2%;随着温度的升高,复合材料的热膨胀系数先增大后减小最后趋于平衡,转折温度在37℃左右。测试了复合材料的力学性能,结果显示复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度随玻纤含量的增加而大幅度提高,最大分别增加了173%、186%和283%。通过扫描电镜观察到玻纤嵌入尼龙66基体中,与尼龙66形成了良好的界面黏结。 相似文献