可3D打印的熱塑性硫化膠的制備及性能研究.pdf

1、目前，3D打印作為一種新興的快速成型技術(shù)，具有生產(chǎn)工序簡單，制造周期短，節(jié)約原材料和減少對環(huán)境的污染等優(yōu)勢，在教育、航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)階段使用的材料多為熱塑性塑料，金屬以及陶瓷等，受到材料種類的限制，其在某些領(lǐng)域還無法實現(xiàn)應(yīng)用。彈性體材料一直被認(rèn)為是較難實現(xiàn)3D打印材料的一類，熱塑性彈性體材料兼具塑料的熱塑特性和彈性體材料高彈高韌特性，在一定程度上彌補(bǔ)了彈性體材料難以進(jìn)行3D打印的不足。在熱塑性彈性體中

2、，熱塑性硫化橡膠(Thermoplastic vulcanizates，TPV)是較為特殊的一種。TPV是通過動態(tài)硫化工藝制備的以大量的橡膠相分散在少量的塑料基體中，兼具傳統(tǒng)硫化橡膠的高彈性和熱塑性塑料的易加工性和可回收性，具有加工工藝簡單、能耗低、制品生產(chǎn)效率高的優(yōu)點，是一種綠色環(huán)保材料。與傳統(tǒng)熱塑性彈性體(如SBS，TPU)相比，TPV材料具有更高的耐溫耐候特性。但目前，針對TPV材料進(jìn)行3D打印的研究還很少。本論文將TPV材料與3

3、D打印技術(shù)相結(jié)合，開展了市售TPV材料3D打印、生物基聚酯材料的合成、生物基TPV材料的制備、生物基TPV材料的3D打印研究。具體如下:
　　1.使用市售的TPV材料進(jìn)行柔性材料初步打印探索。采用熔融指數(shù)儀、轉(zhuǎn)矩流變儀、熱失重分析儀對不同類型的TPV材料進(jìn)行性能分析，確定了合適的絲材加工和打印條件。TPV顆粒材料經(jīng)過熔融擠出成線材后，進(jìn)行了3D打印的探索。通過改進(jìn)3D打印設(shè)備，改善了TPV材料的進(jìn)料過程，實現(xiàn)了市售TPV材料的3D

4、打印。
　　2.采用1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、琥鉑酸、衣康酸作為反應(yīng)單體，通過縮合聚合反應(yīng)制備了不同組成的全生物基共聚酯PBBSI。隨著2，3-丁二醇含量的增大，PBBSI的數(shù)均分子量有所降低，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度漸漸升高，結(jié)晶逐漸消失，PBBSI從硬而脆的塑料態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檐浂g的橡膠態(tài)。
　　3.選擇聚乳酸作為動態(tài)硫化熱塑性硫化膠的塑料相，選擇其與橡膠相合適的配比成功制備了全生物基的熱塑性彈性體。該生物基TPV材料具有典型的海