基于硅基复合物的3D打印弹性体及溶胀可控水凝胶的制备与性能研究

发布时间：2023-02-18 13:10

　　由于Si-O键具有较高的键能和独特的柔顺性,聚硅氧烷具有较高的伸长率和良好的弹性。此外,该类材料还拥有优良的透氧率和生物活性,在生物医学等领域有着很大的应用前景。本研究将其和丙烯酸酯单体结合,利用聚硅氧烷良好的性能和光聚合快速固化的特点制备可3D打印的弹性体和溶胀可控的水凝胶。随着社会的发展人们对弹性体的加工要求越来越高,尤其是精度方面的需求,而作为最成熟也是打印精度最高的打印技术,光固化3D打印与弹性体结合显然有着巨大的应用前景。然而,可用于光固化3D打印弹性体的油墨却很少,现已报导的光敏油墨大都以聚合物长链为原料,粘度较高,性能不可调,而且大多树脂需要经过多步复杂的特殊制备。本课题首先利用商业化单体树脂研制了超低粘度的光敏油墨用于光固化3D打印弹性体,具体为:以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为主要原料配制了超低粘度的光敏油墨。HEA作为可光聚合单体提供油墨光固化3D打印性能,聚合生成物理交联网络,使包埋其中的MTMS溶胶-凝胶反应生成聚硅氧烷。本方法的主要优点是所有原料都可以直接获得且粘度超低(10mPa.s),打印的弹性体具备自愈合性能,力学性能也达到了现已...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 聚硅氧烷简介
        1.1.1 聚硅氧烷的应用
    1.2 3D打印弹性体的研究进展
        1.2.1 非光聚合3D打印
        1.2.2 基于光聚合的3D打印
    1.3 溶胀可控水凝胶的研究进展
        1.3.1 疏水段的引入
        1.3.2 交联度的增加
    1.4 本课题任务
        1.4.1 3D打印弹性体
        1.4.2 溶胀可控水凝胶的制备
第二章 实验材料及方法
    2.1 实验药品
    2.2 实验仪器
    2.3 实验流程
        2.3.1 光固化3D打印弹性体的制备
        2.3.2 溶胀可控水凝胶的制备
    2.4 弹性体及水凝胶中各组分作用分析
    2.5 分析表征方法
        2.5.1 旋转粘度表征
        2.5.2 实时红外表征
        2.5.3 全反射红外表征
        2.5.4 力学性能表征
        2.5.5 热重分析
        2.5.6 动态热机械性能表征
        2.5.7 接触角表征
        2.5.8 溶胀测试
        2.5.9 透过率表征
第三章 基于低黏光敏树脂的光聚合3D打印硅基弹性体及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 HEA/硅氧烷可光固化3D打印弹性体的配方设计
    3.3 粘度及储存稳定性分析
    3.4 实时红外表征
    3.5 力学性能分析
        3.5.1 拉伸和压缩性能分析
        3.5.2 抗疲劳性能分析
    3.6 全反射红外光谱分析
    3.7 自愈合性能分析
    3.8 动态热机械性能
    3.9 热失重分析
    3.10 打印样品展示
    3.11 小结
第四章 溶胀可控硅基复合水凝胶的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 溶胀可控水凝胶材料设计
    4.3 实时红外分析
    4.4 溶胀性能分析
    4.5 透过率分析
    4.6 全反射红外光谱分析
    4.7 实际应用
        4.7.1 温控水开关
        4.7.2 无胶粘接
    4.8 小结
第五章 全文总结
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
附件



本文编号：3745031