3D打印 (FDM/FFF) 生物复合材料基于聚化物和碳酸盐湖沉积物 - - 迈向循环经济

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造

背景情况:

• 聚烯酸 (PLA) 是一种可生物降解的聚合物,具有3D打印应用的潜力.
• 加入填充剂可以增强PLA的机械和表面性能.
• 湖泊沉积物提供了一个可持续的填充源,但其对3D打印PLA的影响需要进行调查.

研究的目的:

• 使用碳酸盐湖沉积物 (CLS) 制备和表征3D可打印的聚乙烯 (PLA) 复合材料.
• 评估3D打印PLA/CLS复合材料的机械性能 (拉伸,,冲击强度) 和表面疏水性.
• 为了比较3D打印复合材料与注射成型对应材料的性能,并评估气候后效应.

主要方法:

• 有2.5-15%的CLS的复合材料通过主批量稀释,挤出到光纤和3D打印来制备.
• 标准化样本经过拉伸,曲和冲击强度测试.
• 评估了表面的疏水性,并计算了用于3D打印的废物.
• 测试是在室温下进行的,并在加速风后进行的.

主要成果:

• 与纯PLA相比,3D打印的PLA/CLS复合材料表现出更好的疏水性,尽管与填充剂含量没有线性关系.
• 该PLA/CLS sedB复合物表现出优越的强度,特别是在经过气候变化后,这种强度归因于沉积物中的酸盐.
• 在3D打印和注塑成型复合材料之间观察到性能差异.

结论:

• 碳酸盐湖沉积物作为增强3D打印PLA复合材料的有效填充剂.
• 在需要增强机械完整性和耐久性的应用中,PLA/CLS sedB复合材料显示出有前途,特别是在环境暴露后.
• 沉积物成分显著影响PLA矩阵的强化效应.