納米改性光固化快速成型樹脂性能的研究.pdf

1、光固化快速成型技術是光固化樹脂在光照條件下逐層固化、疊加形成三維制品的一種成型技術。本文主要對光固化成型樹脂進行納米改性研究。光固化成型材料對成型產品的尺寸精度和力學性能具有直接影響，目前國內紫外光固化成型材料存在尺寸收縮大、一次性固化強度低、力學性能差等缺點，這些缺點限制了光固化快速成型技術的發(fā)展，因此研發(fā)性能優(yōu)異的光固化成型樹脂具有重要意義。
　　本研究主要內容包括：⑴利用石墨烯和炭黑對基體樹脂進行改性，研究了石墨烯和炭黑對基

2、體光固化成型樹脂性能的影響，并將石墨烯和炭黑改性后的樹脂性能進行對比。測試結果表明，在樹脂中分別加入0.25wt‰的石墨烯和炭黑后，樹脂粘度下降。透射電鏡顯示石墨烯在基體樹脂中分散效果良好，炭黑在基體樹脂中發(fā)生團聚。熱失重分析顯示，石墨烯和炭黑提高了基體樹脂的最快分解溫度，并且使基體樹脂的最大分解速率下降，說明石墨烯和炭黑可以提高基體樹脂的熱穩(wěn)定性。力學性能測試結果顯示，經炭黑改性后，樹脂的拉伸強度下降了32.8％，彎曲模量下降了46.

3、88%；經石墨烯改性后，樹脂的拉伸強度提高了8.39%，彎曲模量下降了46.79%。⑵使用硅烷偶聯劑KH570對納米二氧化硅顆粒進行表面接枝改性，然后利用機械共混的方法將改性粒子與基體樹脂進行共混，制備納米復合材料，研究了改性納米顆粒對基體樹脂性能的影響。粘度測試表明，納米SiO2含量在1~5wt%范圍內，樹脂的粘度隨著粒子質量分數的增加而增加，但仍具有良好的流動性，符合DLP成型機對成型樹脂粘度的要求。復合材料的體積收縮率隨改性納米S

4、iO2含量的增加而減小，改性納米二氧化硅質量分數為5%時的體積收縮率為6.94%。通過對復合材料凝膠率的測定，研究了改性納米SiO2對光固化樹脂固化速率的影響。與未加改性納米粒子的光固化樹脂相比，加入納米粒子后樹脂的凝膠率增加，且隨著納米粒子質量分數的增加而降低，改性納米二氧化硅質量分數為1%時，凝膠率最大，為88.19%。通過對固化后樹脂的熱失重測試，研究了改性納米SiO2對樹脂熱穩(wěn)定性的影響，實驗結果表明，改性納米SiO2的加入使樹

5、脂的最快分解速率降低，提高了樹脂的熱穩(wěn)定性。拉伸測試結果顯示，隨著改性納米SiO2質量分數的增加，復合材料的拉伸強度先升高后下降，當改性納米二氧化硅質量分數為2%時，復合材料的拉伸強度最大，為23.19MPa，與未改性樹脂相比，拉伸強度提高了69.83%。⑶使用硅烷偶聯劑KH570對納米三氧化二鋁顆粒進行表面接枝改性，然后利用機械共混的方法將改性無機粒子與基體樹脂進行共混，制備納米復合材料，研究了改性納米顆粒對基體樹脂性能的影響。粘度測

6、試結果表明，納米Al2O3含量在1~5wt%范圍內，樹脂的粘度隨著粒子質量分數的增加而增加，但仍具有很好的流動性，符合DLP成型機對樹脂粘度的要求。復合材料的體積收縮率隨改性納米三氧化二鋁含量的增加而減小，改性納米粒子質量分數為5%時的體積收縮率為6.48%。通過對復合材料凝膠率的測定，研究了改性納米三氧化二鋁對光固化樹脂固化速率的影響，實驗結果表明，隨著改性納米三氧化二鋁質量分數的增加，復合材料的凝膠率先上升后下降，納米粒子質量分數為