【摘要】：聚丙烯酰胺水凝膠是近年來發(fā)展非常迅猛的一種生物材料,在藥物釋放、石油化工、組織工程等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著水凝膠的發(fā)展,傳統(tǒng)的加工成型方式已經(jīng)無法滿足復(fù)雜的功能結(jié)構(gòu)的需求,而3D打印技術(shù)的迅速發(fā)展和成熟,解決了原來加工困難這個難題。因此,制備力學(xué)性能優(yōu)良且適合3D打印的水凝膠尤為重要。本文選用丙烯酰胺、光引發(fā)劑、交聯(lián)劑、海藻酸鈉、明膠、氯化鈣合成多網(wǎng)絡(luò)聚丙烯酰胺-天然高分子水凝膠。在體系中,丙烯酰胺通過與交聯(lián)劑聚合形成一種網(wǎng)絡(luò)體系,海藻酸鈉與氯化鈣溶液交聯(lián)形成第二網(wǎng)絡(luò)體系,明膠自身的氫鍵交聯(lián)作為第三網(wǎng)絡(luò)體系。同時明膠作為3D打印支撐材料,利用明膠冷凝熱溶的特點(diǎn),采用3D打印技術(shù)使其快速成型。所得水凝膠具有多組分、多重作用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)采用單一變量法,通過測試水凝膠的拉力、壓力、粘度等手段尋求水凝膠的合適配比,討論結(jié)果得出:當(dāng)明膠含量為20 wt.%,海藻酸鈉含量為1.5 wt.%,丙烯酰胺含量為10 wt.%,交聯(lián)劑含量為0.05 wt.%時,此時水凝膠的力學(xué)性能達(dá)到最佳,拉伸強(qiáng)度為0.2395 Mpa,壓縮強(qiáng)度為1.8915 Mpa,溶脹率為4.96,伸長率為300.0%,粘度為11400 mPa·s。同時實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),當(dāng)不用氯化鈣與海藻酸鈉交聯(lián)時,聚丙烯酰胺-天然高分子水凝膠有一定的自愈性質(zhì)。海藻酸鈉在實(shí)驗(yàn)中起到調(diào)節(jié)粘度的作用,在之前工作基礎(chǔ)上,論文研究了自愈性聚丙烯酰胺水凝膠的3D打印合適配比以及力學(xué)性能和自愈效果。實(shí)驗(yàn)得出:當(dāng)明膠含量超過30 wt.%時,此時不需要額外添加海藻酸鈉來增加體系的粘度,當(dāng)明膠含量30 wt.%,丙烯酰胺含量10 wt.%,交聯(lián)劑含量0.05 wt.%時,水凝膠的拉伸強(qiáng)度為0.1796 Mpa,壓縮強(qiáng)度為1.7610Mpa,溶脹率為8.50,伸長率為495.5%,粘度為1800 mPa·s。由于水凝膠具有較好的溶脹性能,論文還研究了多網(wǎng)絡(luò)聚丙烯酰胺-天然高分子水凝膠對亞甲基藍(lán)的吸附效果,并對吸附動力學(xué)性能進(jìn)行了研究,研究表明兩部分實(shí)驗(yàn)所制得水凝膠均符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。
【圖文】：

第 1 章 引 言3D 打印技術(shù)1 3D 打印技術(shù)簡述幾年來，人們常常能聽到“3D”這個詞，并且常常與高科技聯(lián)系在 3D 打印。3D 打印也被稱為增材制造（AM）和快速成型（RP）續(xù)的材料層將三維數(shù)字模型變成固體物體。3D 是一種正在經(jīng)受日數(shù)字化技術(shù)，引起了研究人員，工業(yè)界和公眾廣泛的興趣，研究用背景的各個方面, 如醫(yī)藥，美食，，工程，制造，藝術(shù)和教育等年 ASTM(美國材料與試驗(yàn)協(xié)會)成立的 3D 打印技術(shù)委員學(xué)會公布的印技術(shù)是基于計算機(jī)輔助軟件（CAD）將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)字化，運(yùn)用特粉末狀金屬或塑料等逐層堆積固化來構(gòu)造物體的技術(shù)[1]。由于精度品，操作方便，效率高，3D 打印從全世界受到越來越多的關(guān)注。如 打印外星人模型[2]。

打印主流技術(shù)印主流技術(shù)主要有 FDM（熔融沉積成型）、SLA（光固化性激光燒結(jié)）、3DP（三維打印黏結(jié)成型）、LOM（分層光處理）等。融沉積成型(Fused Deposition Modeling)作為增材制造技術(shù)的一個分支于。FDM 打印的關(guān)鍵要素是擠出工藝，它允許熱軟化材料積。它主要通過添加連續(xù)的一系列熔融或半液體建模材碼 3D 對象的軟件數(shù)字文件轉(zhuǎn)換為真實(shí)對象。FDM 打印定直徑的細(xì)絲[3]。處于印刷狀態(tài)的建模材料通過具有一定嘴以預(yù)調(diào)速度推入溫控平臺。根據(jù)物體的尺寸，打印機(jī)噴模式（由物體的形狀確定）在第一層中移動。通過將噴嘴的距離與層厚度相等來連續(xù)印刷打印層。平臺的溫度通允許印刷材料在每層之間固化[4]。具體技術(shù)原理如下圖 1
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O648.17

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 王子明;劉瑋;;3D打印技術(shù)及其在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用[J];混凝土世界;2015年01期

2 劉金暢;;3D打印技術(shù)以及應(yīng)用趨勢[J];電腦知識與技術(shù);2014年34期

3 何淑蘭,尹玉姬,張敏,姚康德;組織工程用海藻酸鹽水凝膠的研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2004年11期

本文編號：2635122