液態(tài)膨脹單體的合成及光固化快速成型用光敏樹(shù)脂的研究.pdf

1、光固化快速成型是一種應(yīng)用的最早和最廣泛的三維快速成型方法，其具有加工效率高和原材料利用率達(dá)到近百分之百等優(yōu)點(diǎn)，并且是快速成型技術(shù)中精度最高的方法之一，可以用來(lái)成型復(fù)雜形狀和高精度的器件。美國(guó)3D打印巨頭3D Systems公司預(yù)測(cè)，未來(lái)三年3D打印材料將成為行業(yè)最大的利潤(rùn)來(lái)源。目前，國(guó)內(nèi)高等院校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)在光固化快速成型技術(shù)用的光敏樹(shù)脂方面有所研究，并且開(kāi)發(fā)出了一些自主品牌的樹(shù)脂，但與國(guó)外進(jìn)口樹(shù)脂相比，不管是在產(chǎn)品性能、成型速度還

2、是精度方面都有非常大的差距。光固化快速成型最核心的部分就是成型材料光敏樹(shù)脂的研究和開(kāi)發(fā)，因而深入地對(duì)光敏樹(shù)脂進(jìn)行系統(tǒng)的研究有較為重要的理論價(jià)值和應(yīng)用意義。
　　本文以自由基型光敏樹(shù)脂、混雜型光敏樹(shù)脂和膨脹單體改性的混雜型光敏樹(shù)脂為研究對(duì)象，考查了引發(fā)劑含量、活性稀釋劑種類及用量比例、低聚物種類及用量比例和液態(tài)膨脹單體含量等對(duì)光固化快速成型用光敏樹(shù)脂熱性能和物理機(jī)械性能的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和優(yōu)化工藝配方，以期得到低體積收縮率和較好物

3、理機(jī)械性能的光固化快速成型專用光敏樹(shù)脂。
　　對(duì)于自由基型光敏樹(shù)脂和混雜型光敏樹(shù)脂這前兩部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和優(yōu)化配方發(fā)現(xiàn)它們的固化體積收縮率分別維持在6％和5%左右，很難滿足高表面質(zhì)量和精度的光固化快速成型的要求。鑒于前兩者仍然存在樹(shù)脂固化體積收縮較大的問(wèn)題，本文合成了3,9-二乙基-3,9-二(烯丙氧甲基)-1,5,7,11-四氧雜螺[5,5]十一烷螺環(huán)原碳酸酯液態(tài)膨脹單體，并對(duì)其進(jìn)行紅外、核磁、質(zhì)譜和元素分析表征，分析表明該物

4、質(zhì)與預(yù)期的化合物相符合。
　　本文利用液態(tài)膨脹單體對(duì)混雜光敏樹(shù)脂進(jìn)行共混改性，研究了膨脹單體用量對(duì)樹(shù)脂體系體積收縮率、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性以及機(jī)械性能等的影響。研究結(jié)果表明，液態(tài)膨脹單體不僅可以有效減小光敏樹(shù)脂的體積收縮，起到膨脹的作用；并且還可以較好的改善樹(shù)脂粘度，達(dá)到活性稀釋劑的功能。同時(shí)由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征，能使樹(shù)脂固化后形成致密的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，從而能在一定程度上改善體系機(jī)械性能。當(dāng)混雜光敏樹(shù)脂體系中膨脹單體用量為15%時(shí)，