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光固化3D打印作为增材制造与快速成型技术的结合,已成为目前制造业研究的焦点之一。由于其成型工艺的特殊性和材料自身的限制,光固化3D打印材料固化后的力学性能较低,制约了光固化3D打印技术的发展和应用。为改善光固化3D打印材料的力学性能,本文分别对碳纳米管(CNTs)和石墨烯(GO)进行表面改性处理,并利用改性后的CNTs和GO对光固化3D打印材料进行增强增韧改性。研究了纳米粒子的种类、不同表面改性处理方法和不同添加量对光固化3D打印材料力学性能、光固化特性、热性能的影响。对CNTs/光固化3D打印材料的研究表明,经IEM、GMA、TDI改性处理后的CNTs长度变短,缠结团聚现象缓解,能均匀的分散在光固化3D打印材料中。表面改性后的CNTs对材料力学性能的增强作用更为明显,当CNTs-IEM的含量为0.1wt%时,光固化3D打印材料的硬度、冲击强度、拉伸强度、弯曲强度达到最大值,此时光固化3D打印材料的硬度、冲击强度、拉伸强度、弯曲强度分别提升了21.7%、65.6%、87.3%、53.2%。CNTs的添加会使光固化3D打印材料的体积收缩率降低,光固化速度减慢,临界曝光量升高。添加CNTs提升了光固化3D打印材料的热性能,CNTs的含量在0.10wt%和0.15wt%时,玻璃化转变温度分别上升了3.4℃和6.8℃。CNTs的添加可显著提高光固化3D打印材料的力学性能,CNTs与光固化3D打印材料之间界面结合良好,在受到外力时CNTs的桥联、拔出及其对裂纹的偏转是CNTs能够增强光固化3D打印材料力学性能及断裂韧性的主要原因。对GO/光固化3D打印材料的研究表明,经IEM、GMA、TDI改性处理后的GO添加至光固化3D打印材料中时,其片层间的堆叠层数减少,团聚的趋势降低,能较好的分散在光固化3D打印材料中。经表面改性处理后的GO作为增强相能显著提高光固化3D打印材料的力学性能。当GO-IEM含量在0.10wt%时,光固化3D打印材料的硬度、冲击强度、拉伸强度、弯曲强度达到最大值,分别提升了23.3%、84.4%、107.1%、72.4%。GO的添加降低了光固化3D打印材料的体积收缩率和光固化速度,提高了其临界曝光量。GO对材料热性能的增强效果较CNTs要弱,当GO的含量在0.10wt%和0.15wt%时,玻璃化转变温度分别上升了2.1℃和3.9℃。GO单一且完整的二维结构使得GO作为增强相在材料受到外应力时能承受较大载荷,其在受到拉应力时沿碳原子平面表现出很大的刚度,少量添加即可显著提升复合材料力学性能。对比两种纳米粒子的改性效果表明;CNTs对材料热性能的改善效果强于GO;GO对光固化3D打印材料力学性能的增强效果明显强于CNTs;三种表面改性处理方法中IEM改性的纳米粒子对光固化3D打印材料力学性能的增强效果最明显。