光固化3D打印改性碳纤维/光敏树脂复合材料的制备与性能调控

光固化3D打印技术因成型速度快、器件精度高、表面质量好，已成为3D打印快速制备高精尖器件的首选方法，但现有3D打印光敏树脂仍存在器件力学强度低、韧性差等问题。碳纤维因导电、导热、高比强度、高比模量等特性，已被广泛应用于各种结构或功能复合材料。为此，先采用化学氧化、硅烷偶联剂(KH580)改性等手段对短切碳纤维进行表面改性得到KH580改性碳纤维(MCF)；再将MCF与3D打印光敏树脂(PR)复合得到改性碳纤维/光敏树脂(MCF/PR)复合材料，并对其光固化动力学和3D打印器件的力学性能进行了详细研究。结果表明：当MCF表面的KH580接枝量为0.5wt%、MCF添加量为0.15wt%时，虽然MCF与PR复合后使光敏树脂的黏度有所增大，但对光敏树脂的固化深度与临界曝光量影响较小，仍能满足光固化3D打印要求；利用立体光刻技术(Stereolithography,SLA)光固化3D打印工艺能很好地制造出各种MCF/PR器件，器件的拉伸强度可达70 MPa，与纯PR相比增加了约100%，冲击强度为1.91 kJ/m²，较PR提高了约60%，且3D打印器件在350℃下具有良...