本文關鍵詞：光固化3D打印用光敏樹脂的改性

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【摘要】：快速成形技術(RP)是近幾十年發(fā)展起來的一項新興技術,光固化3D打印就是快速成形的一種,利用了紫外激光作為能量來源引發(fā)光敏樹脂發(fā)生反應、固化成形。通用光敏樹脂主要有光引發(fā)劑、丙烯酸酯類低聚物、活性稀釋劑等組成,但由于其本身成形原理導致成形制品收縮翹曲大、精度小、力學性能差。本文在現(xiàn)有通用光敏樹脂基本配方的基礎上,通過引入改性劑對光敏樹脂進行改性,獲得了收縮翹曲低,光固化制品的精度高,力學性能優(yōu)異的光敏樹脂。本研究通過以下兩種方式對通用性光敏樹脂進行改性：一是通過在通用光敏樹脂引入DAP預聚液。本研究用高溫本體聚合方法制取DAP預聚液,并直接將預聚液加入光敏樹脂中進行改性,避免了傳統(tǒng)的溶劑大量使用所造成的污染與浪費。確定了聚合溫度190℃-210℃,引發(fā)劑DMDPB(2,3-二甲基-2,3苯基丁烷)用量為0.5%。測定了不同溫度下各反應的凝膠時間,使用傅立葉紅外光譜對預聚液與聚合反應過程進行了表征。通過粘度測定發(fā)現(xiàn),用DAP預聚液改性的光敏樹脂符合粘流方程,樹脂粘度受溫度影響很大。中溫制取的DAP預聚液進行改性的光敏樹脂常溫條件下存儲20天后就變質(zhì),而高溫制取的DAP預聚液長時間存儲粘度基本不發(fā)生變化。當加入DAP預聚液后,光固化制品的力學性能、翹曲率、成形精度能夠獲得較大提高。另一種方法是：在光敏樹脂體系中引入了蒙脫土與膨脹單體。研究發(fā)現(xiàn)用改性蒙托土對光敏樹脂進行改性效果優(yōu)于未改性蒙脫土,通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn),改性蒙脫土能夠與基材很好的結合分散,不會出現(xiàn)團聚現(xiàn)象,并且通過靜態(tài)力學測試發(fā)現(xiàn),當改性蒙脫土含量為2%時,力學性能有較大的提升,拉伸強度達到17.88MPa,沖擊強度達到6.79KJ/mol。最后為了從根本上解決光固化制品體積收縮翹曲的問題,在體系中加入了膨脹單體,當膨脹單體含量為12%時,體系既有較低的收縮與翹曲又能不過多損失力學性能。
【關鍵詞】：光固化3D打印 光敏樹脂 改性 收縮翹曲 力學性能
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ324.8
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 前言9-28
• 1.1 快速成形技術及3D打印簡介9-11
• 1.2 光固化3D打印11-13
• 1.2.1 噴射型光固化3D打印11-12
• 1.2.2 激光固化快速成形3D打印12
• 1.2.3 連續(xù)液體界面制造3D打印12-13
• 1.3 光固化3D打印用光敏樹脂的組成13-21
• 1.3.1 齊聚物13-15
• 1.3.2 反應性稀釋劑15-16
• 1.3.3 光引發(fā)劑16-20
• 1.3.4 其它助劑20-21
• 1.4 光敏樹脂的改性21-25
• 1.4.1 DAP預聚液用于光敏樹脂的改性21-23
• 1.4.2 膨脹單體用于光敏樹脂的改性23-24
• 1.4.3 改性填料對于光敏樹脂的改性24-25
• 1.5 3D打印光敏樹脂國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀25-26
• 1.5.1 國外研究現(xiàn)狀25-26
• 1.5.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀26
• 1.6 本課題研究的內(nèi)容、意義及創(chuàng)新點26-28
• 1.6.1 本課題的研究內(nèi)容26
• 1.6.2 本課題的研究意義26-27
• 1.6.3 創(chuàng)新點27-28
• 第二章 DAP預聚液的制備研究28-39
• 2.1 實驗部分28-29
• 2.1.1 實驗原料28-29
• 2.1.2 實驗主要儀器29
• 2.2 聚合反應及其原理29-30
• 2.2.1 聚合反應的實驗方法29
• 2.2.2 聚合反應機理29-30
• 2.3 實驗所使用的分析測試30-32
• 2.3.1 雙鍵含量的測定30-31
• 2.3.2 單體轉(zhuǎn)化率的測定31
• 2.3.3 粘度的測定31
• 2.3.4 分子量及分子量分布的測定31-32
• 2.3.5 紅外分析32
• 2.3.6 熱重分析32
• 2.4 結果與討論32-38
• 2.4.1 反應溫度、時間及有無氮氣保護對反應體系的影響32-33
• 2.4.2 引發(fā)劑種類、含量對聚合體系的影響33-34
• 2.4.3 反應溫度對于DAP單體轉(zhuǎn)化率的影響34-35
• 2.4.4 兩種DAP預聚液的分子量及分子量分布35
• 2.4.5 DAP預聚液的紅外分析35-38
• 2.5 本章小結38-39
• 第三章 DAP預聚液用于光敏樹脂改性的研究39-56
• 3.1 實驗材料及儀器39-40
• 3.1.1 實驗材料39
• 3.1.2 實驗儀器39-40
• 3.2 實驗所用的成形及測試方法40-41
• 3.3 光固化引發(fā)原理及收縮表征41-43
• 3.3.1 光固化反應原理41
• 3.3.2 光固化過程中收縮原理與表征41-43
• 3.4 DAP預聚液光敏樹脂的配制及成形43-45
• 3.4.1 DAP預聚液配制光敏樹脂43-44
• 3.4.2 光敏樹脂的光固化成形44-45
• 3.5 光敏樹脂的粘度與存儲性能的研究45-50
• 3.5.1 光敏樹脂的粘度特性46-47
• 3.5.2 DAP預聚液改性光敏樹脂粘度特性47-49
• 3.5.3 DAP預聚液改性光敏樹脂存儲性能的研究49-50
• 3.6 高溫DAP預聚液含量對于光敏樹脂性能的影響50-53
• 3.6.1 預聚液含量對于光敏樹脂成形性能的影響50-52
• 3.6.2 預聚液含量對于光固化產(chǎn)品力學性能的影響52-53
• 3.7 DAP預聚液加入對光固化制品耐熱性能的影響53-55
• 3.8 本章小結55-56
• 第四章 蒙脫土與膨脹單體對光敏樹脂的改性56-65
• 4.1 實驗原料與儀器56-57
• 4.2 蒙脫土對于光敏樹脂的改性57-60
• 4.2.1 未改性蒙脫土對于光敏樹脂的改性57-58
• 4.2.2 改性蒙脫土對光敏樹脂的改性58-59
• 4.2.3 兩種蒙脫土改性光敏樹脂固化產(chǎn)物表面對比分析59-60
• 4.3 膨脹單體對于光敏樹脂的改性60-64
• 4.3.1 膨脹單體產(chǎn)生體積膨脹原理60-61
• 4.3.2 膨脹單體對光敏樹脂成形性的影響61-62
• 4.3.3 膨脹單體對光固化制品收縮的影響62-63
• 4.3.4 膨脹單體對光固化制品力學性能的影響63-64
• 4.4 本章小結64-65
• 第五章 結論與展望65-67
• 5.1 結論65
• 5.2 展望65-67
• 參考文獻67-70
• 致謝70-71
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文71-72

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本文編號：750354