研究目的
为选择性激光烧结(SLS)3D打印应用开发一种具有高机械强度和优异柔韧性、可自修复且可回收的聚氨酯,以解决提升SLS产品Z向强度的挑战。
研究成果
该研究首次成功实现了动态聚合物的选择性激光烧结(SLS)3D打印,在打印产品中获得了近乎各向同性的机械强度。动态氨基甲酸酯键显著改善了相邻SLS层间的界面相互作用,提升了Z向机械强度。PBP-PU样品展现出优异的力学性能和自修复效率,有望成为可穿戴及工程产品的理想材料。
研究不足
该研究聚焦于用于选择性激光烧结(SLS)3D打印的动态聚氨酯的合成与表征,但对合成工艺的可扩展性以及自修复性能在不同环境条件下的长期稳定性讨论有限。
1:实验设计与方法选择:
本研究合成了含卤代双酚氨基甲酸酯键的动态聚氨酯(PCP-PUs和PBP-PUs),以实现自修复性能和选择性激光烧结(SLS)加工。通过小分子模型研究,利用核磁共振(NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)确认了其动态可逆特性。
2:样品选择与数据来源:
以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯三聚体(tri-HDI)作为异氰酸酯,与PTMEG、四氯双酚A(TCBPA)或四溴双酚A(TBBPA)反应。
3:实验设备与材料清单:
合成过程中使用四氢呋喃(THF)作为溶剂,N,N-二甲基环己胺作为催化剂。力学性能通过拉伸测试评估,自修复性能通过激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)观察。
4:实验流程与操作步骤:
聚合物经合成、表征后制成粉末用于SLS 3D打印,打印制品在不同方向进行力学强度测试。
5:数据分析方法:
分析力学性能并通过应力恢复计算自修复效率,利用NMR和FT-IR光谱解析动态可逆特性。
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获取完整内容-
Poly(tetramethylene ether glycol)
PTMEG
Used as a soft segment in the synthesis of dynamic polyurethanes.
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Isophorone diisocyanate
IPDI
Used as an isocyanate in the synthesis of dynamic polyurethanes.
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Hexamethylene diisocyanate trimer
tri-HDI
Used as a crosslinker in the synthesis of dynamic polyurethanes.
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Tetrachlorobisphenol A
TCBPA
Used as a chain extender in the synthesis of dynamic polyurethanes.
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Tetrabromobisphenol A
TBBPA
Used as a chain extender in the synthesis of dynamic polyurethanes.
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N, N-dimethylaminocyclohexane
Used as a catalyst in the synthesis of dynamic polyurethanes.
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THF
Used as a solvent in the synthesis of dynamic polyurethanes.
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Laser Scanning Confocal Microscopy
LSCM
Used to observe the crack healing in the dynamic polyurethanes.
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