豌豆秸秆粉增强聚乳酸基3D打印材料性能

以聚乳酸(PLA)和不同粒度豌豆秸秆粉(PSP)为原料,利用FDM-3D打印工艺制备了PSP/PLA复合材料。研究了纯PLA及PSP/PLA的密度、力学性能、表面润湿性能及不同温度下的吸水率。结果表明,相比于纯PLA,轻质PSP的添加使得复合材料的密度减小并保持在1. 04 g/cm~3附近; 120目PSP/PLA复合材料的拉伸和弯曲性能最优,拉伸强度和拉伸模量分别是纯PLA打印试样的86. 95%和90. 70%,弯曲性能与纯PLA打印材料相当,弯曲强度与纯PLA打印试样相比仅相差0. 53%;随着PSP粒度的减小,3D打印复合材料的表面接触角逐渐减小,当PSP粒度为200目时,接触角降低至84. 93°,疏水性减弱而亲水性增强;复合材料吸水率高于纯PLA,且比纯PLA更易受温度影响,120目PSP/PLA吸水率最低。     

新型木塑3D打印材料聚乳酸/木粉复合材料的非等温结晶动力学

以聚乳酸(PLA)、杨木粉为原料,采用改进过磨头的双螺杆挤出机制备新型木塑3D打印材料PLA/木粉复合材料。利用SEM对新型木塑3D打印材料的断面形貌进行分析表征,利用DSC考察了新型木塑3D打印材料的非等温结晶行为,并利用莫志深方程对新型木塑3D打印材料的结晶动力学进行研究分析。结果表明:PLA/木粉复合材料内部存在大量空洞,而增韧剂POE的加入则会很好的改善这一缺陷,大幅度地减少空洞的数量;莫志深方程可以较好地分析新型木塑3D打印材料的非等温结晶动力学,木粉的加入能够起到一定的异相成核作用,提高了结晶温度,但降低了结晶速率;当木粉含量为20%时,PLA的结晶温度最高,结晶速率最快。     

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

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。     

可生物降解PLA/St/BF复合材料的制备

以甘油为增塑剂,采用挤出注塑工艺制备了可生物降解聚乳酸(PLA)/淀粉(St)/蔗渣(BF)复合材料,研究了原料配比对复合材料力学性能、吸水性能、热稳定性及流变性能的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料断面进行了观察。结果表明:BF与St用量较大时,制备的PLA/St/BF复合材料仍能保持一定的力学性能,能满足实际加工要求;BF对PLA/St复合材料具有一定的增强作用;增大极性组分St和BF用量会大幅提高PLA/St/BF复合材料的吸水性,且组分间界面间隙变大。     

3D打印工艺对木粉/聚乳酸材料性能的影响

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。     

聚乳酸/聚乙二醇复合材料的线材制备及其3D打印成型

成功制备了聚乳酸/聚乙二醇(PLA/PEG)复合材料的线材及3D打印样条,研究了该复合材料的力学性能和热性能,并探讨了其在生物医用方面的应用前景。结果表明:PEG的添加改善了PLA线材和3D打印样条的力学性能,降低了PLA的玻璃化转变温度和冷结晶温度;同时,SEM表征显示,生物医用的3D打印实体具有较高的打印精度。PLA/PEG复合材料3D打印的成功能够进一步推动其在生物医学领域的应用。     

聚乳酸/热塑性淀粉3D打印材料性能研究

采用甘油、水为增塑剂,马来酸酐为反应增容剂,使用同向平行双螺杆挤出机制备得到热塑性淀粉（TPS）,然后采用熔融共混制备得到PLA/TPS 3D打印材料,通过红外光谱、热重分析、差示扫描量热分析和力学性能测试对材料的热性能和力学性能进行了研究。实验结果发现,TPS提高了PLA的热稳定性且起到一定增塑、增韧作用,有利于3D打印成型。     

3D打印用聚乳酸复合材料进展

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。     

PHBV增韧PLA的结晶及力学性能研究

采用熔融共混法,以聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)为增韧剂对聚乳酸(PLA)进行改性,得到PLA/PHBV复合材料。研究了PHBV用量对PLA/PHBV复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:随着PHBV用量的增加,PLA/PHBV复合材料的结晶度逐渐减小,拉伸强度和弯曲强度逐渐降低,而断裂伸长率则逐渐增大(当PHBV用量为50%时,复合材料的断裂伸长率比纯PLA提高了1.72倍),同时复合材料的冲击强度亦有所提高。由此可见,在不明显降低拉伸强度和弯曲强度的前提下,适量PHBV的添加能够改善PLA/PHBV复合材料的韧性。     

用于3D打印的微晶纤维素/聚乳酸复合材料制备与性能研究

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。