【摘 要】
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近几年3D打印发展的速度和技术都是前所未有的。3D打印的应用领域非常广泛,如汽车、航天等制造业,还有医疗行业,艺术领域、建筑领域、教育领域等,并且3D打印技术也开始融入家具制造领域。随着生活水平的不断提高,垃圾随之而增,二氧化碳造成严重的大气污染和温室效应以及自然资源的严重减少。绿色环保问题已成为全球关注的核心。而“源于草木,归于自然”的聚乳酸材料（PLA）是目前主要运用与3D打印技术的生物材料,
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近几年3D打印发展的速度和技术都是前所未有的。3D打印的应用领域非常广泛,如汽车、航天等制造业,还有医疗行业,艺术领域、建筑领域、教育领域等,并且3D打印技术也开始融入家具制造领域。随着生活水平的不断提高,垃圾随之而增,二氧化碳造成严重的大气污染和温室效应以及自然资源的严重减少。绿色环保问题已成为全球关注的核心。而“源于草木,归于自然”的聚乳酸材料（PLA）是目前主要运用与3D打印技术的生物材料,它是一种具有良好的可生物降解和生物相容性的绿色高分子材料,减少了对环境的污染。在本次研究课题当中,我们首先要做的是对荧光粉进行化学改性制备Si O2包膜的KYD(Sr Al2O4:Eu2+,Dy3+)黄绿色荧光粉,再将改性后的荧光粉和抗菌剂与聚乳酸结合运用于3D打印技术,采用熔融混法将荧光粉与PLA复合,制备了PLA/铝酸锶复合材料,讨论了不同的包覆质量分数对样品微观形貌、红外特征峰和XRD（X-raydiffraction）的影响,不同的荧光粉、抗菌剂的含量对样品的力学性能、热学性能、疏水性能和夜光效果的影响。对改性后的荧光粉进行了扫描电镜分析（SEM）、红外特征峰分析、XRD分析,对具有夜光效果和抗菌功能的PLA样品进行力学性能分析、热学性能分析、疏水性能分析和荧光性能分析。结果表明:（1）采用化学合成法制备了二氧化硅包覆荧光粉,即改性后的荧光粉。荧光粉能被433 nm紫外灯激发,在487 nm波长处发射。从XRD、荧光光谱图、SEM、粒径分布图、红外和疏水性能可知,铝酸锶颗粒表明已形成致密膜层,耐水性能有所提高,并且改性并没有影响其发光效果。因此,本实验选用改性剂添加量为1.5%的荧光粉制备复合材料。（2）采用熔融共混法制备了PLA/Sr Al2O4:Eu2+,Dy3+复合材料。聚乳酸在紫外灯下本身不发光,加入改性后的荧光粉后,PLA/Sr Al2O4:Eu2+,Dy3+复合材料在紫外灯下整体显黄绿色。从力学性能可知,改性后的聚乳酸复合材料的力学强度略有降低,当荧光粉的加入量为2%时,改性的聚乳酸复合材料的最大拉伸强度为42.5 MPa,最大弯曲强度为71.5 MPa;从SEM图中可以看出,改性后的荧光粉在PLA基体中分散均匀,但随着荧光粉含量的增多,复合材料出现片层及空穴,在荧光粉添加量2%时较好;从荧光光谱图可知,改性后的荧光粉加入PLA基体中,PLA/Sr Al2O4:Eu2+,Dy3+复合材料的激发和发射峰与未改性的聚乳酸复合材料的激发和发射峰位置一一对应,其荧光性能未发生改变;从热重曲线图可知,改性荧光粉含量为2%时,复合材料的热稳定性较好;从疏水性能可以看出,与纯的PLA相比,PLA/Sr Al2O4:Eu2+,Dy3+复合材料的疏水性能有所增大,荧光粉含量为2%时,疏水效果较好;从生物相容性图可知,复合材料对RTLAMP酶有一定的抑制作用,即复合材料有一定的抗菌性。（3）对比注塑成型和熔融沉积成型（3D打印）制成的材料的力学性能发现,虽然利用3D打印技术所得的材料在拉伸性能、弯曲性能上不如传统的注塑成型所得的材料,但3D打印材料的断裂伸长率相对较高,加工性能比注塑材料更好,且在原料利用率上远强于注塑加工成型工艺,同时可制成具有复杂结构的部件,能广泛的应用在家具制造行业之中。由此我们可以看出这种具有抗菌功能的夜光3D打印材料与3D打印结合起来将会具有的巨大的市场前景和商业价值,既发挥了聚乳酸这种高分子材料的独特的功用和夜光抗菌价值的同时,又使得大家所考虑的环保和污染问题得到了保障。不但可以使3D打印所制造出来的物品更加的优质,别具一格,在未来,还可以作为一种更为普及的技术推动我国的产业革新,提高生产效率,便利人们的生活,创造更大的经济效益。
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