基于高分子溶液3D打印的功能材料制备与性能研究

发布时间：2024-04-01 23:56

　　3D打印是一种增材制造(AM)技术,用于从三维(3D)模型数据中生成多种结构和复杂几何图形。3D打印制造技术涉及成型方法、材料和设备三个方面,经过多年的发展,已经具备了改变制造和物流流程的能力。目前,对于高分子材料主要的打印技术有熔融打印以及光固化成型,对应的材料有聚乳酸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,光敏树脂等。然而,可应用于这两种打印技术的高分子材料种类有限,这极大地限制了3D打印技术在高分子材料加工领域的应用。因此,开发基于高分子溶解粘性溶液进行3D打印的新平台,对扩充3D打印的材料库,以及一些难以熔融,也不能通过光固化成型的材料加工具有重大的意义。在此背景下,本论文以溶液3D打印机为基础,天然纤维素、形状记忆聚合物以及聚氨酯为原料,优化3D打印成型工艺,以制得三维复杂可控形状结构以此满足不同领域的应用为目的,开展了以下相关研究工作:(1)基于纤维素溶液流变性质,改装熔融打印机,建立了溶液3D打印平台,成功制备了多层次孔纤维素水凝胶,预期可以在生物工程领域得到应用。研究表明:纤维素浓度、温度对纤维素溶液流变性质具有很大影响,发现纤维素浓度越高,溶液的粘度越大,且具有剪切变稀的性质...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 3D打印技术研究进展
        1.2.1 3D打印的成型工艺方法
        1.2.2 3D打印的材料发展
    1.3 纤维素水凝胶及其3D打印研究进展
        1.3.1 纤维素的结构
        1.3.2 纳米纤维素
        1.3.3 纤维素的溶解与再生
        1.3.4 3D打印纤维素凝胶及其应用
    1.4 形状记忆聚合物及其3D打印研究进展
        1.4.1 形状记忆聚合物
        1.4.2 形状记忆性能的测试方法
        1.4.3 形状记忆聚合物的增强改性
        1.4.4 3D打印形状记忆聚合物及其应用进展
    1.5 压阻材料及其3D打印结构的应用
        1.5.1 压阻材料
        1.5.2 3D打印压阻材料及其应用
    1.6 本论文研究目的意义和主要研究内容
第二章 基于溶液3D打印制备三维纤维素水凝胶支架
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及设备
        2.2.2 原料预处理
        2.2.3 样品制备
        2.2.4 测试表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 溶液3D打印系统的建立
        2.3.2 纤维素溶液流变性质
        2.3.3 3D打印纤维素支架的形貌
        2.3.4 交联处理对纤维素微观形貌及结构的影响
        2.3.5 交联处理对纤维素支架力学性能的影响
        2.3.6 交联处理对纤维素润胀性能的影响
    2.4 本章小结
第三章 3D打印聚氨酯/纳米黏土形状记忆材料及其性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及设备
        3.2.2 样品制备
        3.2.3 测试表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 聚氨酯/纳米黏土复合材料的微观形貌与结构
        3.3.2 聚氨酯/纳米黏土复合材料的热性能
        3.3.3 聚氨酯/纳米黏土复合材料力学性能
        3.3.4 聚氨酯/纳米黏土复合材料形状记忆性能
    3.4 本章小结
第4章 3D打印可调孔结构聚氨酯压阻泡沫
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料及设备
        4.2.2 样品制备
        4.2.3 测试表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 聚氨酯/纳米黏土墨水流变性能
        4.3.2 不同孔径的聚氨酯泡沫密度与压缩模量
        4.3.3 不同聚氨酯/纳米黏土质量比泡沫的微观形貌
        4.3.4 聚氨酯弹性泡沫的压缩性能
        4.3.5 聚氨酯弹性泡沫的压缩敏感导电性能
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献
攻读研究生期间发表的论文



本文编号：3945498