用于FDM的导电ABS/MWCNT复合材料的制备

发布时间：2021-07-31 12:03

　　采用熔融共混法将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）与多壁碳纳米管（MWCNT）复合,并对所得的复合材料进行了力学性能、热性能和电学性能分析。结果表明,添加MWCNT能够提高复合材料的力学性能、电导率和耐热性,力学性能在MWCNT添加量为2%时最佳,电导率随MWCNT添加量的增加而增大,MWCNT添加量为4%时,其电导率能达到4. 35×10^-6S/m。将添加4%MWCNT的复合材料拉丝,然后以三种打印方向进行熔融沉积（FDM）打印,研究了打印试样的力学性能,用扫描电镜（SEM）观察了其断面形貌。结果表明,水平方向打印的试样力学强度最好,侧向打印的试样次之,垂直方向打印的样品由于仅靠丝材的层间黏结,其力学强度比较差,与纯ABS丝材打印试样相比,复合丝材打印试样的拉伸强度和弯曲强度均有明显提高,冲击强度有所下降。 

【文章来源】：塑料工业. 2020,48(02)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

试样打印方向示意图

2.1 MWCNT含量对力学性能的影响图2为MWCNT含量对复合材料拉伸性能的影响。由图可知，MWCNT的添加对ABS材料的拉伸强度有一定的提高，其中MWCNT添加量为2%的拉伸强度最大，比纯ABS的拉伸强度提高了30.16%。当MWCNT的添加量超过2%时，复合材料的拉伸强度下降，这是由于MWCNT比表面积大，在ABS基体中难以分散均匀，过多的MWCNT在ABS中发生团聚，导致复合材料拉伸强度下降。复合材料的拉伸模量随着MWCNT的添加不断升高，填料的加入会使ABS材料的韧性降低，刚性变大，应变减小，从而出现拉伸模量的持续升高。

图2为MWCNT含量对复合材料拉伸性能的影响。由图可知，MWCNT的添加对ABS材料的拉伸强度有一定的提高，其中MWCNT添加量为2%的拉伸强度最大，比纯ABS的拉伸强度提高了30.16%。当MWCNT的添加量超过2%时，复合材料的拉伸强度下降，这是由于MWCNT比表面积大，在ABS基体中难以分散均匀，过多的MWCNT在ABS中发生团聚，导致复合材料拉伸强度下降。复合材料的拉伸模量随着MWCNT的添加不断升高，填料的加入会使ABS材料的韧性降低，刚性变大，应变减小，从而出现拉伸模量的持续升高。图3为MWCNT含量对复合材料弯曲性能的影响。由图可知，MWCNT的添加能够提高复合材料的弯曲性能，2%的添加量效果最佳，弯曲强度由44.62 M Pa提高到48.27 M Pa，强度提高了8.18%，当添加量超过2%时，复合材料的弯曲性能也会下降。

【参考文献】：
期刊论文
[1]3D打印技术及其应用[J]. 陈雪芳,孙春华.  苏州市职业大学学报. 2018(01)
[2]FDM 3D打印高分子材料改性及应用进展[J]. 李新,孙良双,杨亮,彭家丽,李洪波,叶正涛.  胶体与聚合物. 2017(03)
[3]熔融沉积成型3D打印技术应用进展及展望[J]. 刘洋子健,夏春蕾,张均,姜志国.  工程塑料应用. 2017(03)



本文编号：3313431