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3D打印材料中的耐热特性

更新时间: 2024-12-27 16:46:57  查看次数: 141    
从DTG曲线能看出,随着NAM比例增加,PDES - NAM的耐热性更好。PDES - NAM主要有三个热分解过程:第一个热分解阶段在30 - 200℃范围,会出现小峰,这主要是体系里残留水分蒸发以及一些未反应完的单体分解;第二个阶段在250 - 350℃范围,主要是氯化胆碱发生降解;第三个阶段在350 - 500℃范围,主要是丙烯酸酯聚合物主链段发生降解。
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NAM含量增加,3D打印样条的拉伸强度和杨氏模量都有不同程度的提高,断裂伸长率先升高后降低。跟95 - 0体系的3D打印样条相比,85 - 10体系的3D打印样条断裂伸长率提高了97%,拉伸强度和杨氏模量分别提高了266.7%和91.3%,提升效果很明显。不过,增加NAM的占比不能继续提高断裂伸长率。这主要是因为PDES的氯化胆碱Cl-和AA中的 - COOH形成了氢键。当含有极性基团 - OH和 - NH₂的NAM加入到体系中, - OH和 - NH₂与体系中的Cl-和 - COOH也能形成氢键。随着NAM含量增加,体系里极性基团增多,形成的氢键也增加,分子间作用力提高。但过量的NAM可能会使PDES体系不稳定,从而影响样品性能。这有利于形成氢键网络,所以阻碍了聚合物链段的运动。当温度从低温升高到高温某个温度时,PDES / NAM体系中被冻结的链段或小分子吸收能量开始运动,出现松弛现象,体系的储能模量E'一开始会下降,当温度达到某一条件时就保持不变。在损耗因子 - 温度曲线中,一般把图中最高点对应的温度当作玻璃化转变温度。从图中能看到不同PDES / NAM比例的曲线都是单峰,这表明PDES / NAM体系没有出现相分离现象。
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NAM含量对体系的玻璃化转变温度有明显影响,不同比例PDES / NAM样品的玻璃化转变温度逐渐升高,分别是10 °C、19.4 °C、25.5 °C、30 °C,这跟上面E'的数据趋势是相符的。光敏树脂在固化前后会出现不同程度的体积收缩现象。在固化前,体系里的单体和交联剂等主要靠范德华力相互作用,分子间间距是范德华间距;固化后,体系中的分子通过共价键结合,间距改变且变小,样品就会出现一定程度的体积收缩。NAM加入能有效降低体系的收缩率,因为NAM比PDES中的丙烯酸(AA)分子量大,双键含量低,固化前后体积变化小,所以随着NAM含量增加,收缩率就逐渐减小。