本文關(guān)鍵詞：基于微噴工藝的低粘度快固化型三維打印材料的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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(duì)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(duì)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300m Pa·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20wt%,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185m Pa·s,固化后硬度為4H,初始熱分解溫度為310℃。最后對(duì)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/min,粘度為190m Pa·s,固化后硬度為6H,固化度大于98%,初始熱分解溫度為314℃。此光固化材料配方可滿足光固化三維打印技術(shù)低粘度快固化的性能要求。
【關(guān)鍵詞】：光固化三維打印 低粘度 快固化 預(yù)聚物 單體 引發(fā)劑
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ316.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 光固化三維打印快速成形技術(shù)12-13
• 1.1.1 三維打印快速成形技術(shù)分類12-13
• 1.1.2 光固化三維打印成形技術(shù)原理13
• 1.2 光固化三維打印成形材料13-23
• 1.2.1 光固化材料組成14-17
• 1.2.2 光固化材料固化機(jī)理17-19
• 1.2.3 光固化三維打印材料的性能要求19-20
• 1.2.4 光固化三維打印材料研究進(jìn)展20-23
• 1.3 本課題的目的及意義23
• 1.4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線23-26
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容23-25
• 1.4.2 技術(shù)路線25-26
• 第二章 低粘度環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物的合成及其光固化材料性能26-47
• 2.1 引言26
• 2.2 低粘度環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物的合成26-35
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)部分26-29
• 2.2.2 結(jié)果與討論29-35
• 2.3 低粘度環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物基光固化材料性能的研究35-45
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)部分35-38
• 2.3.2 結(jié)果與討論38-45
• 2.4 小結(jié)45-47
• 第三章 三官能團(tuán)聚氨酯丙烯酸酯單體的合成及其光固化材料性能47-61
• 3.1 引言47
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分47-49
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備47-48
• 3.2.2 三官能團(tuán)聚氨酯丙烯酸酯單體的合成48-49
• 3.3 結(jié)果分析49-60
• 3.3.1 三官能團(tuán)聚氨基丙烯酸酯單體的合成49-52
• 3.3.2 三官能團(tuán)聚氨酯丙烯酸酯單體的光固化材料性能研究52-60
• 3.5 小結(jié)60-61
• 第四章 3DP材料快速固化體系研究61-71
• 4.1 引言61
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分61-62
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料61
• 4.2.2 測(cè)試和表征61-62
• 4.3 結(jié)果與討論62-70
• 4.3.1 光引發(fā)劑的紫外光譜分析62-65
• 4.3.2 光引發(fā)劑的種類和含量對(duì)光固化速度的影響65-66
• 4.3.3 光引發(fā)劑的種類和含量對(duì)光固化材料固化后性能的影響66-70
• 4.4 小結(jié)70-71
• 第五章 總結(jié)與展望71-73
• 5.1 總結(jié)71-72
• 5.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 致謝79-80
• 在學(xué)期間的學(xué)術(shù)成果以及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80

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本文編號(hào)：318880