2024年9月16日,中国林业科学研究院和森林资源高效加工利用协同创新中心的研究人员在Chemical Engineering期刊《The Light Processing 3Dprinting study**》上发表了题为《UniversalApproach for Developing Reprocessable and Reprintable Plant Oil-based Resins for Digital》的论文 印刷树脂。该方法以大豆油、橡胶籽油、CO和亚麻籽油等为原料,制备了持久性有机污染物与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和TBEM反应后形成的持久性有机污染物。 随后,将其与生物基稀单体丙烯酸酯异硼酸酯共混,制备出具有优异力学和热学性能的生物基DLP打印树脂(POPIT-I)。
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关于研究
在这项研究中,我们提出了一种基于植物油(PO)的可再加工和可再打印数字光处理(DLP)印刷树脂的开发方法。 通过合成含有动态封闭尿素键的生物基紫外光固化单体(POPITs),制备了高生物基含量的DLP打印树脂(POPIT-I),该树脂具有良好的力学和热性能,可用于可再加工的DLP打印。 此外,粉末混合和改性方法**并重新打印打印材料,使其具有与原始树脂相当的机械和热性能。 本文报道的重打印方法也适用于其他基于动态共价键的3D打印系统。
图1(a) popits的合成路线;CO和COP的(B-D)FTIR、HNMR谱图和GPC色谱图;(E-G) COP 和 COPIT 的 FTIR、HNMR 谱图和 GPC 色谱图。
图2(A和B)固化后PoPIT-I的DMA和Tanδ曲线。 (c) 比较已固化的POPIT-I和其他已报道的基于POPI的UV固化材料的TG值和生物基含量。 (d,e)失重曲线和失重导数曲线,(f)固化后的应力-应变曲线。 (g) 固化PoPIT-I与其他已报道的POPo基紫外光固化材料的拉伸强度和生物基含量的比较。 (h)固化COPIT-I在不同温度下的应力松弛曲线如图所示:LN( )与1000 t固化COPIT-I图。 (i) 固化CoPI-I的温度依赖性FTIR光谱。
图3(a)使用POPIT-I打印的DLP示意图。 (b) 拟合POPIT-I的工作曲线。 拟合曲线的斜率为 popit-i 的 dp。 (c) 使用POPIT-I打印的空白。 使用SBOPIT-I、RSOPIT-I、COPIT-I和LOPIT-I,分别打印了我们医院的标志(I)、VASE (II)、RABBIT MODEL (III)和互锁四面体(IV)。 (d) 使用Copit-I打印的设计立方体对象的立方体模型。 立方体模型的棱柱长度设置为 10 mm,层厚度设置为 100 m。 (读者可以参考本文的网络版本,了解此图例中的颜色的解释。 )
图4(a) 使用POPIT-I进行组装焊接DLP印刷的细节和机理。 (b) 破碎试样的焊接过程。 (c) 使用和不使用Copit-I树脂的除草试样的胁迫-应变曲线。 (d) 埃菲尔铁塔模型的装配焊接DLP打印细节。 埃菲尔铁塔分为四个独立的部分:底座(1)、主体)和尖顶(4)。
图5(a)用粉末混合树脂打印DLP的缺点。 (b) 粉末改性机理。 (c) 重印树脂的制备。 (d) 使用 COPIT-I 进行 DLP 打印,用于 ** 和可重印的 DLP。
图6(a)研磨后的粒度分布。 (B)研磨后的SEM图像。 (c)不同粉体质量比下重印树脂的粘度。 (d)绘制的工作曲线,(e)光学流变曲线,(f)Copit-I的DCB曲线,粉末混合,重印树脂。 (G) 足球物体的SEM图像。 (h) 粉末混合和重印树脂的应力-应变曲线、(I 和 J) DMA 和 Tanδ 曲线、(K 和 L) Copit-I、失重和失重导数曲线。
图7为三种重印树脂的(a)粘度曲线、(b)工作曲线、(c)应力-应变曲线、(d)拉伸强度和模量、(e和f)DMA和tanδ曲线、(g和h)copit-i以及失重和失重导数曲线。 (i) 材料的效率、热性能和机械性能。
研究结论
该研究开发了一种通过化学反应合成含轮毂的popits的新方法。 通过混合生物基单体IBOA,实验性地生产了一种高CBIO DLP打印树脂(POPIT-I),该树脂具有可再加工和可再打印的轮毂。 在这个实验中,可返工的DLP打印被成功地应用于制造大型和复杂的零件。 研究人员还使用粉末混合和改性方法来重复使用打印材料**。 虽然该方法仅适用于基于HUB的DLP打印材料,但相信它也可以应用于其他基于动态共价键的3D打印系统。 因此,本研究为可持续3D打印提供了一个实用有效的平台。
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