基于3D打印的高導(dǎo)電石墨烯基柔性電路的構(gòu)建及性能研究.pdf

1、熔融沉積成型(FDM)在所有3D打印成型工藝方法中，屬于快速、有效的一種。本文中，我們通過(guò)3D打印的方法制備了石墨烯基高導(dǎo)電的柔性電路。首先，用兩步原位還原的方法制備了高導(dǎo)電率的石墨烯，其電導(dǎo)率達(dá)600 S/cm。其次，選用聚乳酸為高分子基體，將聚乳酸和石墨烯通過(guò)先溶液預(yù)混合，再熔融共混的方式均勻混合制備出石墨烯-聚乳酸復(fù)合材料。掃描電鏡顯示，經(jīng)共混后的石墨烯-聚乳酸復(fù)合物中，石墨烯可以實(shí)現(xiàn)均勻的分散。之后將二者的復(fù)合物通過(guò)熔融擠出的方

2、式制備成直徑為1.75mm的、可用于3D打印的、石墨烯-聚乳酸復(fù)合物原絲。進(jìn)而利用3D打印的方法直接打印成柔性電路，其電導(dǎo)率可達(dá)4.76 S/cm（6wt％石墨烯）。研究發(fā)現(xiàn)，由于石墨烯在熔融擠出過(guò)程中發(fā)生了取向，從而使得3D打印的柔性電路擁有高的電導(dǎo)率。同時(shí)，通過(guò)3D方法制備的二維和三維柔性電路還具有優(yōu)異的力學(xué)性能，當(dāng)電路彎曲時(shí)，其高電導(dǎo)率保持不變，從而實(shí)現(xiàn)了真正的柔性制造。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，我們嘗試打印出多種不同尺寸和形狀的導(dǎo)電裝置，該方