【摘 要】
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目前光固化3D打印市场资源丰富,价格便宜,依赖于LED可见光来实现快速聚合速率和较短的构建时间,潜在推进聚合物材料在3D打印技术上的发展。为了满足不同的制造性能需要,光固化3D打印制品的精度越来越高,在各方面材料性能上,光固化过程中光敏树脂发生交联反应引起的体积收缩是限制光固化3D打印技术发展的重点问题之一。在UV固化过程中表现出体积膨胀效应的膨胀单体由于高反应活性和官能团改性的可能性成为了降低U
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目前光固化3D打印市场资源丰富,价格便宜,依赖于LED可见光来实现快速聚合速率和较短的构建时间,潜在推进聚合物材料在3D打印技术上的发展。为了满足不同的制造性能需要,光固化3D打印制品的精度越来越高,在各方面材料性能上,光固化过程中光敏树脂发生交联反应引起的体积收缩是限制光固化3D打印技术发展的重点问题之一。在UV固化过程中表现出体积膨胀效应的膨胀单体由于高反应活性和官能团改性的可能性成为了降低UV光固化3D打印收缩率的新策略。螺环原碳酸酯（SOCs）作为膨胀单体的一种,应用潜力巨大。本文以SOCs为研究对象,系统地研究了其开环光聚合动力学,制备3,9-二乙基-3,9-双（烯丙氧基甲基）-1,5,7,11-四氧杂环十一烷（DB-TOSU）,并将DB-TOSU应用于3D打印中。膨胀单体的加入降低了聚合物网络的刚性树脂的综合机械性能,使其应用受到了限制。本文通过引入笼状倍半硅氧烷（POSS）,将八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧POSS（EP-POSS）作为增强组分,通过混杂固化进一步提高网络交联密度。其研究结论如下:（1）DB-TOSU的开环光聚合动力学的研究表明,以ITX敏化的引发剂IRGACURE204s为引发体系其效果最佳,螺环原碳酸酯具有较好的光引发聚合活性,引发速率快,开环转化率高;（2）将不同含量DB-TOSU加入到3D打印树脂中,与引发剂光敏剂进行复配混合后,制备了含螺环单体的低收缩3D打印树脂。通过测试发现,3D打印树脂的体积收缩率显著降低。此外,DB-TOSU具有增韧效果,但其他物理力学性能有所降低,其中配方DB-TOSU-30用于3D打印可提高打印精度,可用于高精度3D打印制件;（3）使用八环氧环己基乙基笼状聚倍半硅氧POSS（EP-POSS）作为改性组分,采用3D打印将含有环氧体系混杂光固化树脂“初定型”后,将3D打印制件放入高温中进行热处理后固化,使体系进一步交联。EP-POSS能提高DB-TOSU-30的机械强度。（4）通过EP-POSS形成混杂光固化网络可以显著提高DB-TOSU-30的热稳定性,用9 wt.%EP-POSS含量下的混杂光敏树脂打印的制件精度较高,在打印细微部件时,仍能保持较好的打印精度。EP-POSS与基体树脂相容性良好,但含量过多会发生团聚,影响树脂整体性能。
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