简介
(1)采用无皂水相悬浮聚合法,分别考察了丙烯酸酯单体配比、反应体系单体浓度、引发剂浓度、聚合温度、滴定时间、搅拌强度等因素对丙烯酸酯树脂水溶解率、单体转化率树脂分子量的影响,成功制备了含有一定数量羧基的丙烯酸树脂,并将其作为3D打印用粉末材料的主要成分。(2)以含羧基丙烯酸树脂为粉末成型材料、去离子水作为粘接溶液;构建基于多孔介质流变行为的多因素复杂耦合水滴渗透数学模型,着重研究了液滴的形成、液滴与介质表面的交互作用,系统分析了液滴与介质表面的冲击、铺展、润湿和渗透的交互作用机理,为3D打印专用设备设计(如打印喷头结构的设计)、打印材料的制备合成工艺优化、打印参数的设置提供最基础的理论依据。(3)以理论为指导,优化并获得树脂最佳合成工艺参数和最佳打印参数,使得成品的强度和精度满足工业应用要求:a)以丙烯酸树脂/石膏粉末复配作为粉末成型材料,采用均匀试验设计对复合粉末的配方进行研究,获得了最佳配方的打印材料;同时总结了在研究粉末打印成型过程中遇到的问题,并对打印器件出现的缺陷及其原因进行了分析。b)采用单体预乳化核壳乳液工艺制得含有一定数量羧基的分子量较高的聚丙烯酸树脂乳液;然后将其吸附于硫酸钙等无机化合物粉末中,从而制得兼具无机氧化物的高结构强度和聚合物的高柔韧性的3D打印材料。c)利用原位聚合法,将丙烯酸酯单体在蒙脱石层间发生自由基聚合,从而制备出有机-无机杂化的蒙脱石/聚丙烯酸酯;将其作为3D打印材料,能够打印制造出兼具优异机械性能和柔韧性的实体成品,基本满足目前工业应用要求。