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熔融沉积成型(FDM)技术是以热塑性单丝为线材通过热喷嘴挤出成型的三维打印技术,具有操作简便、成本低、可靠性高等优点。在医用设备[1,2]、日常生活用品[3]、食品[4]、电子元器件[5,6]和工业设备[7]等领域显示出巨大的潜力。同时,由于形状记忆聚合物(SMPs)的发展,基于SMPs的3D打印材料越来越受到人们的关注。SMPs和3D打印的结合使4D打印成为可能。目前,聚乳酸(PLA)作为应用最广泛的FDM型3D打印聚合物线料之一,其具有来源广泛、可再生、完全生物降解、力学性能优异及拥有自身形状记忆等优势。在工业、民用,特别是在生物医学等领域得到了较为普遍的应用。但纯PLA的熔体强度弱,其3D打印制品收缩严重、性脆易断限制了其在挤出吹塑方面的应用,价值受到了较大限制。为了拓宽PLA在3D打印领域的应用,本文做了以下工作:(1)采用尼龙弹性体(Pebax)熔融共混增韧PLA以制备新型PLA基3D打印线材。为解决PLA与Pebax之间的相容性差问题,选用过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂,研究表明DCP的加入,可以在PLA以及Pebax的界面处形成PLA-g-Pebax接枝物,形成的PLA-g-Pebax的接枝物可以改善PLA的力学性能以及形状记忆性能。制备的PLA/Pebax打印线材具有很好的可打印性能,研究了打印工艺对线材打印质量的影响,确定了最佳的打印参数。(2)利用原位可控环氧化的方法制备了ENR/GO母炼胶,用于增韧PLA以制备新型PLA基3D打印线材。研究表明,在天然橡胶(NR)分子链中引入环氧基和羟基,将含氧官能团固定在氧化石墨烯(GO)表面,从而增强GO与橡胶的界面作用,ENR可以与GO片层之间形成氢键,可以有效的避免GO团聚。并且制备的PLA/ENR/GO打印线材具有较好的可打印性能。(3)制备纯PLA打印线材,研究了FDM型3D打印PLA的热致形变行为。研究表明,打印工艺可以影响PLA收缩和自弯曲现象,为热致形状变形提供动力。该热致变形可以为PLA的4D打印设计和工艺参数优化提供经验。打印速度,厚度和各向异性之类的工艺参数在形状变换中起主要作用。优化PLA的打印工艺参数,可以实现制品独特且可控的形状转换。