基于微噴工藝的低粘度快固化型三維打印材料的研究.pdf

1、光固化三維打印技術(shù)具有成形精度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、醫(yī)療、娛樂等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。目前，大部分光固化材料存在粘度高、固化慢的缺點(diǎn)，影響產(chǎn)品的固化精度和生產(chǎn)效率。本文合成了兩種環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物和一種聚氨酯丙烯酸酯單體，將其和光引發(fā)劑等一起配制成光固化三維打印材料，對材料固化前后的性能進(jìn)行了研究。
　　首先合成了聚乙二醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯（R1）和乙二醇二縮水甘油醚二丙烯酸酯（R2）預(yù)聚物，確定了最佳合成工藝條件：丙烯

2、酸和縮水甘油醚的摩爾比為2.1：1，反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時(shí)間為6.5h，阻聚劑（對羥基苯甲醚）用量為0.2wt％，催化劑（三苯基膦）用量為0.7wt%。分別將兩種預(yù)聚物與單體三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）、光引發(fā)劑369配制成光固化材料。結(jié)果表明：其粘度均低于300mPa·s，固化后硬度均為4H，光固化速度均大于14m/min，而體積收縮率分別為7.6%、11.3%，因此選擇將R1作為光固化三維打印材料的預(yù)聚物。
　　利

3、用非異氰酸酯法合成了三官能團(tuán)聚氨酯丙烯酸酯單體（NIPUA），確定了最佳合成工藝條件。首先控制碳酸乙烯酯和二乙醇胺的摩爾比為1：1，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為5h，合成氨基甲酸酯（NIPU），然后控制NIPU和丙烯酰氯的摩爾比為1：3.1，反應(yīng)溫度為-5℃，反應(yīng)時(shí)間為5h，合成了NIPUA。以所制備的預(yù)聚物為基料，將其和R1、單體二縮三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）和光引發(fā)劑369配制成光固化材料。結(jié)果表明：當(dāng)單體TPGDA含量為20

4、wt%，單體NIPUA的含量為10wt%時(shí)，光固化材料的綜合性能達(dá)到最佳，其光固化速度為15.9m/min，粘度為185mPa·s，固化后硬度為4H，初始熱分解溫度為310℃。
　　最后對光固化引發(fā)體系進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：將光引發(fā)劑369和ITX復(fù)配使用后，可有效利用紫外光能量，提高光固化速度，同時(shí)能抑制氧的阻聚作用。當(dāng)兩種光引發(fā)劑的質(zhì)量比為1：1，總含量為3wt%時(shí)，光固化材料的綜合性能達(dá)到最佳，其光固化速度為19.2m/mi