3D打印PC/ABS合金的性能

以马来酸酐接枝ABS树脂(ABS-g-MAH)为增容剂,制备聚碳酸酯(PC)/丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)合金,对其力学性能、热性能及熔体流动性等进行了研究,结果表明,当该合金质量比PC∶ABS∶ABS-gMAH=70∶30∶6时,PC/ABS合金的缺口冲击强度为33.92kJ/m~2,远高于纯PC与其它配方合金的缺口冲击强度,且其它性能较好。采用3D打印耗材挤出机将纯PC及PC/ABS合金制成丝材,PC丝材直径为(1.75±0.27)mm,PC/ABS合金丝材直径为(1.75±0.05)mm,PC/ABS合金的尺寸稳定性得到很好地改善。研究两种丝材的熔融沉积成型(FDM)性能以及打印方向对试样力学性能的影响。结果表明,当采用FDM工艺水平向和侧向打印时,试样的力学性能超过注塑工艺成型试样,但是竖向打印试样力学性能较差。与纯PC打印试样相比,PC/ABS合金试样的缺口冲击强度得到大幅提高,侧向打印PC/ABS合金的缺口冲击强度为40.13kJ/m~2,而侧向打印纯PC的缺口冲击强度仅5.73kJ/m~2。     

PC/改性ABS复合材料的制备与性能

在传统的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)乳液接枝聚合中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA),制得了改性ABS,然后与聚碳酸酯(PC)共混挤出，制得了PC/改性ABS复合材料。研究了MMA用量对PC/改性ABS复合材料的熔体流动速率(MFR)、维卡软化温度、力学性能的影响。结果表明：随着MMA用量的增加，PC/改性ABS复合材料的MFR、拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度均先升高后降低。当MMA质量分数为20%时，PC/改性ABS复合材料的拉伸强度和弯曲强度均达到最大，分别为48.9 MPa和63.2 MPa;当MMA质量分数为30%时，PC/改性ABS复合材料的缺口冲击强度为41.0 kJ/m²;当MMA质量分数不高于30%时，与PC/ABS复合材料相比，PC/改性ABS复合材料的维卡软化温度更高。     

TPU对ABS熔融沉积成型性能的影响

采用熔融共混制备丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/热塑性聚氨酯（ABS/TPU）3D打印耗材,通过熔融沉积成型（FDM）制备标准测试样条,并对ABS/TPU体系的成型性能、力学性能、微观结构、流变性能进行研究。结果表明,TPU改性ABS的成型性能均优于未改性ABS,当TPU质量分数大于20 %时,成型过程不发生翘曲收缩现象;同时有较好的力学性能,缺口冲击强度为18.81 kJ/m2比纯ABS提高了95.94 %,拉伸强度为32.92 MPa,下降了8.5 %;TPU质量分数大于20 %时,材料发生韧性断裂,并随TPU的增加,断面粗糙程度增加,有空洞现象;ABS/TPU具有较好的相容性,且随TPU含量增加,ABS/TPU分子链扩散能力增加。     

ABS/OMMT、PA6/OMMT复合材料形态及性能

熔融挤出制备了有机蒙脱土(OMMT)含量不同的ABS/OMMT,PA6/OMMT复合材料,用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等仪器研究OMMT分别在ABS、PA6基体中的分布情况及对其力学性能的影响.结果表明:在ABS/OMMT复合材料中,OMMT主要为插层结构,大部分OMMT片层以聚集状态存在;而对PA6/OMMT复合材料,OMMT片层主要以剥离形态分布在PA6基体相中;随着OMMT含量增加,ABS/OMMT复合材料的拉伸、弯曲强度及弯曲模量都先上升后下降,且当OMMT含量在3份时性能较好,其缺口冲击强度呈下降趋势;PA6/OMMT复合材料在OMMT含量为3份时,其拉伸、弯曲强度和弯曲模量都出现极值现象,而缺口冲击强度线性降低.由于OMMT与PA6有较好的亲和力,在PA6中分散性较好,使PA6/OMMT复合材料的综合力学性能比ABS/OMMT复合材料的优异.     

熔融沉积成型与注塑成型聚乳酸产品力学性能对比

通过挤出成型制备聚乳酸(PLA)线材,采用熔融沉积方法制备标准拉伸试样,对比熔融沉积成型(FDM)与注塑成型对PLA产品力学性能的影响。研究结果表明:PLA打印产品的拉伸强度较注塑成型下降了31.9%,然而其断裂伸长率相对提升了186%;3D打印产品结构对产品力学性能有一定影响,沉积丝的拉伸应变主要是由产品内部结构的弯曲变形引起的;打印线材的形状对拉伸形变和弯曲形变几乎没影响。     

硬酯酸钙改性磷石膏对PC/ABS合金力学性能的影响

采用熔融挤出法制备聚碳酸酯（PC）/丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）/硬酯酸钙改性磷石膏,讨论硬脂酸钙用量及改性磷石膏添加量对PC/ABS合金的力学性能影响。利用吸油值接触角测试磷石膏改性效果,并采用扫描电子显微镜、流变性能测试研究改性磷石膏的微观形貌和流变性能。结果表明,硬脂酸钙与磷石膏表面发生反应降低其表面亲水性,改性剂用量为0.5 %时对PC/ABS体系力学性能的提升效果最好;改性磷石膏最佳添加量为10 %时,PC/ABS/改性磷石膏的拉伸强度为45.29 MPa,较纯PC/ABS合金提升了9.10 %;弯曲强度为137.87 MPa,提高了25.27 %;冲击韧性为11.50 kJ/m2,提高了26.37 %。     

PC/ABS合金耐应力开裂性能

采用机械共混法制备了PC/ABS合金.研究了PC/ABS合金耐应力开裂性能.实验得到PC/ABS合金在CCl4溶剂中开裂时间和冲击强度随着ABS质量分数的增加先增大后降低,同时合金的拉伸强度和弯曲强度均随着ABS质量分数的增加而降低,断裂伸长率增大.研究表明,当ABS质量分数为30%时,PC/ABS合金的耐应力开裂性能最好,其拉伸强度、冲击强度和弯曲强度降低不多,合金的综合性能较好.     

PC/SAN/高胶ABS合金的制备与性能研究

在不加入增容剂的情况下,利用高胶ABS与SAN、PC共混制备了性能优良的PC／SAN／高胶ABS合金。研究了PC用量、高胶ABS用量以及外加增容剂等对PC／SAN／高胶ABS合金性能的影响。结果表明,随着PC用量的降低,合金的缺口冲击强度、弯曲强度和拉伸强度均降低,但降低幅度较小。在高胶ABS质量分数为2．5％-15％范围内,合金的冲击强度基本没有变化,但弯曲强度和拉伸强度却降低。外加增容剂并不能明显提高合金的力学性能。     

高性能PC/ABS合金的研究

利用双螺杆挤出机制备了PC/ABS系列合金,探讨了甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物(MBS)和苯乙烯/马来酸酐共聚物(SMA)对PC/ABS合金的增韧和增容作用,采用力学测试方法、扫描电子显微镜(SEM)研究了MBS和SMA对PC/ABS合金的力学性能和形态结构的影响。结果表明:在PC/ABS合金(70/30)体系中,加入6份MBS,合金的缺口冲击强度为86 kJ/m2,是没加MBS时的1.5倍左右;而拉伸强度得到了较好的保持;SMA与MBS复合起来以后,具有一定的协同效应,当SMA、MBS质量分数分别为4%、6%时,合金的缺口冲击强度达到115 kJ/m2,拉伸强度接近单独PC/ABS(70/30)合金,为56.5 MPa。     

3D打印ABS改性聚碳酸酯力学性能分析

以(ABS)和聚乳酸(PC)为实验原料,分别配制ABS质量分数为10%、20%、30%和40%的PC/ABS混合料,再经双螺杆挤出机挤出造粒后得到PC/ABS复合材料。分别以纯PC和不同组分的PC/ABS复合材料为实验材料,在粒料3D打印机上制备抗拉伸和冲击试样,并对打印制品做力学性能测试。实验结果表明,随着ABS含量的增加,制品最大拉伸强度呈先减小后增大再减小的趋势,当ABS含量为30%时,复合材料的平均拉伸强度最大,为54.84 MPa。制品的抗缺口冲击强度随着ABS含量的增大呈先增大后减小的趋势,当ABS含量为30%时,材料的抗冲击强度最大,为24.8 kJ/m~2。     

氯化聚乙烯对ABS/PVC合金性能的影响

以氯化聚乙烯(CPE)为增韧剂,用双螺杆挤出机共混制备丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)/聚氯乙烯(PVC)合金。研究了PVC及CPE用量对ABS/PVC合金的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度、维卡软化温度、氧指数和熔体流动性的影响。结果表明,随着PVC用量的增加,ABS/PVC合金的拉伸强度略有增加,弯曲强度基本不变,冲击强度呈现先略增加然后显著降低的趋势,维卡软化温度降低,氧指数增加;随着CPE用量增加,ABS/PVC合金的缺口冲击强度增加,拉伸强度和弯曲强度降低,氧指数和维卡软化温度变化很小,当ABS/PVC/CPE为40/60/15时,合金的拉伸强度为39.8 MPa、弯曲强度为60.8 MPa、缺口冲击强度为18.3 kJ/m2,氧指数为29.7%。     

填充路径对FDM制造ABS力学性能的影响

熔融沉积成型制造的塑料件力学性能主要受成型工艺参数的影响。因此,研究了制造成型方向相关填充路径、温度热处理条件对熔融沉积成型ABS试件力学性能的影响。结果表明,ABS试件弹性模量、极限拉伸强度、断裂伸长率和失效形式呈现出与成型取向及填充路径相关的各向异性。采用0°填充路径的ABS试件的拉伸力学性能与成型材料一致;采用±45°填充路径的试件极限拉伸强度为成型材料的0.81倍;采用90°填充路径的试件的拉伸力学性能较差,其极限拉伸强度和断裂伸长率仅分别为成型材料的60.8%和42.7%。在160℃填充路径的下,加热1 h可最大程度改善90°填充路径的ABS试件层间粘结质量,其极限拉伸强度和断裂伸长率分别提升了1.48倍和3.56倍,与成型材料力学性能相近。0°和±45°填充路径的ABS试件失效表现为填充丝材的拉伸和相邻丝材分离,90°填充路径的试件由于层间粘结分离而被破坏。因此,建立了等效力学性能模型分析成型丝材力学性能、填充路径和孔隙率对打印试件弹性模量和极限拉伸强度的影响,预测值与实验数据吻合较好。     

常见3D打印用ABS树脂的成分和拉伸性能分析

采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)、拉曼散射光谱法(Raman)对几种国产和进口3D打印用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)丝材进行了成分鉴定,分别甄选出了合格及不合格ABS丝材;将合格的ABS样品通过3D熔融沉积快速成型技术(FDM)打印成国标试样,并进行拉伸性能测试,讨论了各ABS丝材在成分、拉伸性能及打印性能上的差异。结果表明:通过FTIR及Raman光谱分析,能够对ABS丝材的质量及成分进行鉴定。几种合格丝材样品中,国产样品C4的拉伸屈服强度最高(43.6 MPa),而进口样品I3具有最低的拉伸屈服强度(33.7 MPa),但丝材I3的打印产品翘曲度小,尺寸精度相对稳定。     

3D打印用ABS丝材性能研究

以丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)为基体,分别以碳酸钙、短切玻璃纤维(GF)和色母粒为改性填料,通过挤出成型制备改性ABS丝材,然后采用3D打印技术中的熔融沉积成型(FDM)技术,通过FDM型3D打印机打印测试试样,对其力学性能及收缩率展开研究。研究结果表明,碳酸钙填料的加入使得ABS 3D打印试样的拉伸强度降低,用量为2份的短切GF可略微提高试样的拉伸强度,但随着GF含量的增加拉伸强度下降;当打印速度不高于50 mm/s时,相比于橘黄色母粒,蓝色母粒可提高试样的拉伸强度;改性ABS试样的拉伸性能随着打印速度的增加呈现两种不同的变化趋势,这可能由材料流动性能的差异所引起;随碳酸钙或GF用量增加,试样的收缩率逐渐降低,其中GF改性ABS试样收缩率的降低幅度更大,相比于橘黄色母粒,蓝色母粒的加入能够更有效地降低ABS试样的收缩率。     

长玻纤增强聚丙烯在汽车翼子板上的应用

对不同玻纤质量分数的LFT-PP粒料国标注塑样条,进行拉伸、弯曲、冲击等性能测试分析,结果表明:玻纤试样的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度均随玻纤质量分数的增加而提高;样品断裂延伸率随玻纤质量分数变化不明显,弯曲挠度随玻纤质量分数增加而减小;其中质量分数40％的玻纤试样拉伸强度达到145 MPa,弯曲强度高达170 MPa,简支梁缺口冲击强度为27 kJ/m2,表现出优异的力学性能.将质量分数40％玻纤的长纤粒料注塑成汽车翼子板制件,制品通过了汽车塑料制品各项测试并完成装配.     

用于FDM的导电ABS/MWCNT复合材料的制备

采用熔融共混法将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)与多壁碳纳米管(MWCNT)复合,并对所得的复合材料进行了力学性能、热性能和电学性能分析。结果表明,添加MWCNT能够提高复合材料的力学性能、电导率和耐热性,力学性能在MWCNT添加量为2%时最佳,电导率随MWCNT添加量的增加而增大,MWCNT添加量为4%时,其电导率能达到4.35×10-6S/m。将添加4%MWCNT的复合材料拉丝,然后以三种打印方向进行熔融沉积(FDM)打印,研究了打印试样的力学性能,用扫描电镜(SEM)观察了其断面形貌。结果表明,水平方向打印的试样力学强度最好,侧向打印的试样次之,垂直方向打印的样品由于仅靠丝材的层间黏结,其力学强度比较差,与纯ABS丝材打印试样相比,复合丝材打印试样的拉伸强度和弯曲强度均有明显提高,冲击强度有所下降。     

长玻纤增强聚丙烯复合材料注塑成型工艺优化

通过熔融浸渍包覆工艺,制备玻纤含量为40%的长玻纤增强聚丙烯复合材料(LGFRPP)粒料,选择注塑温度、注射压力以及注射速率作为试验的3个因子,将拉伸强度、弯曲强度及冲击强度作为评价指标,利用正交实验设计的方法对LGFRPP的注塑成型工艺进行了优化研究,研究了各注塑工艺对力学性能的影响,得到最佳注塑成型条件。研究结果表明,对拉伸性能影响最显著的是注射速率,对弯曲性能影响最显著的是注塑温度,对冲击强度影响最显著的是注射压力;采用综合平衡原则,结合拉伸、弯曲和冲击性能,得到含量为40%的LGFRPP复合材料的最佳注塑成型条件为注塑温度250℃,注射压力40 MPa,注射速度60%。在最佳工艺条件下,材料的拉伸强度为132. 02 MPa,弯曲强度为200. 38 MPa,冲击强度为59. 34 k J/m2。     

FDM用PETG系列耗材的改性研究

对市售聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）丝材及原材料进行研究,选用PETG 2012作为制备熔融堆积成型技术（FDM）用PETG丝材的基体树脂。选用聚碳酸酯（PC）对基体PETG进行增韧增强改性,并制成3D打印高分子丝材进行打印测试,探讨了PC含量对PETG耗材及制件性能的影响。结果表明,在低PC含量下,PETG与PC的相容性较好,PETG与PC制件未出现明显的分层,分布比较均匀;共混物的流动性随着PC含量的增加而降低,且打印件的维卡软化温度和热变形温度随着PC用量的增加而增加;此外,PC材料的加入使得PETG打印件的力学性能得到较大改善：打印件的拉伸强度随着PC用量的增加而增大,缺口冲击强度却随着PC用量的增加呈现先增加后减小的趋势; PETG/PC的配比为1∶1时,可制得力学性能优异的3D打印耗材。     

PC/ABS多相体系的制备及性能研究

用熔融挤出的方法制备了聚碳酸酯（PC）／N烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）／有机蒙脱土（OMMT）合金，考察了OMMT用量对PC／ABS合金力学性能和加工性能的影响，观察了其相分布和OMMT的分散情况以及冲击断面的形貌，并分析了机理。结果发现．ABS相分散在PC基体中．绝大部分的OMMT分散在ABS相中，且部分呈纳米级分散；固定PC／ABS质量比为70／30，加入OMMT后体系的拉仲强度变化不大，冲击强度降低较大；OMMT用量为2phr时，弯曲性能最佳；随着蒙脱土用量的增加，熔体质量流动速率（MFR）先增大后降低，在OMMT用量为5phr时．流动性最好。     

PC/ASA合金的研发

利用双螺杆挤出机制备PC/ASA合金,探讨了不同PC与ASA配比对性能的影响。结果表明:在PC/ASA体系中,PC与ASA的配比为70∶30,添加4%的相容剂SMA以及0.8%的抗氧剂、润滑剂,能获得最优的性能:悬臂梁缺口冲击强度达66.7k J/m~2,拉伸强度达56.1MPa,弯曲强度达82.3MPa,热变形温度达105.6℃;同时比同等条件下制备出来的PC/ABS合金拥有更好的耐光性。