目前傳統(tǒng)導電水凝膠由于機械強度低、結(jié)構(gòu)單一、電導率不穩(wěn)定等缺點,應用范圍有限。將導電水凝膠與3D打印相結(jié)合,可以讓復雜的人體組織結(jié)構(gòu)打印成為可能。本研究為了將導電聚合物水凝膠以數(shù)字光固化3D打�。―LP）的方式打印成型,通過一鍋法制備了聚（丙烯酸羥乙酯-對苯乙烯磺酸鈉）（PHEA-PSS）水凝膠打印液,并通過先光固化成型后進行凝膠原位聚合的方式制備了聚（丙烯酸羥乙酯-對苯乙烯磺酸鈉）/聚3,4乙撐二氧噻吩（PHEA-PSS/PEDOT）導電聚合物水凝膠。通過FTIR、XRD、XPS、SEM等手段對水凝膠進行表征,對離子濃度和導電聚合物含量等因素對水凝膠固化速率、力學性能、溶脹性能和電性能的影響進行研究。PHEA-PSS水凝膠內(nèi)部呈現(xiàn)多孔的三維網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu),具有高吸水率和高柔性等特點。純PHEA-PSS水凝膠24 h吸水率為944%,0.5 wt.%氯化鈣含量下拉伸強度為0.29 MPa,斷裂伸長率為311%。同時每層固化時間僅需25 s,可以滿足厚層結(jié)構(gòu)和鏤空結(jié)構(gòu)等復雜模型的3D打印。原位聚合得到的PHEA-PSS/PEDOT水凝膠具有雙網(wǎng)絡互穿結(jié)構(gòu),以及與鐵離子形成的物理鍵,機械強度得... 

【文章來源】：上海應用技術大學上海市

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

四種主要的增材制造的原理圖：(a)熔融沉積打印;(b)粉末床激光熔融技術;(c)立體光固化成型[7];(d)層疊實體制造[8]

第4頁上海應用技術大學碩士學位論文圖1.2(a)自由液面成型[10]；(b)約束液面成型[11]Fig.1.2(a)up-bottomprojection[10];(b)bottom-upprojection[11]DLP根據(jù)圖像投影方向的不同，又分為自由液面成型和約束液面成型。自由液面成型，是打印平臺在下，光源在上，每層打印完畢后平臺下降，但由于液體樹脂表面張力的存在，需要刮板將補充后的液面刮平。而約束液面成型打印則相反，打印平臺在上，光源由下進入，模型被倒掛著打印出液面。具體來說，打印平臺在打印開始后下降，浸沒在樹脂槽中。光源將圖像信息由下方，通過高透明度的樹脂槽底部，平臺上進行光固化反應。在樹脂槽表面有一層透明的防粘涂層，以防平臺和樹脂槽粘在一起而使得打印失敗。在一層打印完畢后，平臺緩慢上升一段距離保證固化層和樹脂槽完全分開，同時使樹脂快速填充底部。待樹脂補充完畢后平臺繼續(xù)下降，與樹脂槽之間留出一段打印層厚并進行下一層的打印，周而復始直至打印完畢。與自由液面相比，約束液面有如下提高：（1）約束液面是利用液體自動流平進行補充，不需要刮板輔助。（2）約束液面中光固化的部分被限制在已成型部分和樹脂槽之間部分，不容易發(fā)生變形、翹邊等問題。（3）自由液面的平臺是向樹脂槽底部運動，所以打印的模型高度受限于樹脂槽的高度。而約

第6頁上海應用技術大學碩士學位論文圖1.3光引發(fā)劑機理圖[14]：(a)裂解型；(b)奪氫型；(c)陽離子型Fig.1.3Mechanisticschemesofradicalphotopolymerizations[14]:(a)TypePI1;(b)TypePI2;(c)cationicphotopolymerizations自由基聚合是光固化行業(yè)中較為常見的技術之一，研究較早所以技術較成熟。其中裂解型光引發(fā)劑種類豐富，應用范圍廣。例如巴斯夫艷固佳系列中的184（1-羥基-環(huán)已基苯基酮）、819（雙（2,4,6-三甲基苯甲�；┍交趸ⅲ�、1173（2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮）和TPO（2,4,6-三甲基苯甲�；�-二苯基氧化膦）等，都是非常高效的裂解型光引發(fā)劑[19]。進一步的，通過對光引發(fā)劑的改性，制備出親水的光引發(fā)劑，不僅提高了水溶性光固化樹脂的固化效率，也將水凝膠可以通過光固化3D打印成型。例如Zhang等人[20]通過將TPO納米改性，提高了在水中的溶解度，使得PAAm-PEGDA體系水凝膠能更好的聚合，使用DLP技術打印出的水凝膠樣品斷裂伸長率可達1300%。低聚物：低聚物為分子量較低的聚合物，是光固化樹脂的主體，一般占據(jù)體系的30~60wt.%[21]。光固化樹脂所具有的各項性能主要是由低聚物來決定，所以研究和改性的主要對象是低聚物。在選擇低聚物的時候需要注意以下方面[22]：（1）低聚物粘度要適

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]3D打印絲素蛋白/明膠水凝膠支架及其在軟骨再生修復中的應用研究[D]. 徐晟.華南理工大學 2019
[2]強韌水凝膠可控變形結(jié)構(gòu)的3D打印研究[D]. 沈洋洋.浙江大學 2019
[3]雙固化體系的3D打印光敏樹脂的研究[D]. 楊銳.武漢紡織大學 2018
[4]3D打印材料光敏樹脂的合成及其改性研究[D]. 鐘亞洲.廣東工業(yè)大學 2018
[5]3D打印液體陶瓷用配方設計及打印工藝研究[D]. 孫雨彤.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[6]3D打印雙響應紫外光固化水凝膠及其形狀記憶功能的研究[D]. 張潔玲.暨南大學 2017
[7]基于約束液面面成型3D打印工藝的模型處理技術研究[D]. 閆鑫.山東大學 2017
[8]PEDOT/PSS摻雜的熱塑性高強度自修復導電水凝膠[D]. 吳謙.天津大學 2017
[9]用于DLP立體光刻技術的光敏樹脂研究[D]. 劉娟娟.遼寧大學 2016
[10]功能化UV固化聚氨酯丙烯酸酯薄膜的制備與性能研究[D]. 許驚鴻.蘇州大學 2016



本文編號：3137426