重制聚酸/二氧化纳米复合材料的热和机械性能用于材料挤出增材制造
Saltanat Bergaliyeva1,2, David L Sales1, José María Jiménez Cabello3
1Department of Materials Science and Metallurgical Engineering and Inorganic Chemistry, Algeciras School of Engineering and Technology, Universidad de Cádiz, INNANOMAT, IMEYMAT, Ramón Puyol Avenue, 11202 Algeciras, Cádiz, Spain.
Polymers
|August 26, 2023
概括
将二氧化纳米颗粒 (TiO2) 添加到回收聚乳酸 (PLA) 中,可以改善其性能. 这一策略可以抵消再加工造成的退化,使再生PLA适合3D打印应用.
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:
- 聚乳酸 (PLA) 是一种可生物降解的聚合物,用于增材制造 (AM).
- 再加工PLA往往导致材料性能降低 (回收回收).
- 研究了混合或制造纳米复合材料等策略,以增强回收PLA (rPLA).
研究的目的:
- 研究二氧化 (TiO2) 纳米颗粒对原始PLA和回收PLA (rPLA) 的特性的影响.
- 评估这些纳米复合材料对于材料挤出3D打印的适用性.
主要方法:
- 通过双螺杆挤出机,使用原始PLA和PLA/rPLA混合物与0,3和7重%的TiO2纳米颗粒制造了两套纳米复合材料.
- 纳米复合材料被加工成颗粒,用于材料挤出3D打印.
- 扫描电子显微镜 (SEM),热分析和拉伸测试进行.
主要成果:
- TiO2纳米颗粒在聚合物矩阵内普遍分散得很好,尽管观察到一些聚合物.
- 增加的TiO2度导致了热稳定性和结晶度的提高.
- 再加工对rPLA的机械性能产生了不利影响,但含有7%重量%纳米TiO2的样本显示出抵消了降解,实现了与原始PLA相比的性能.
结论:
- TiO2纳米颗粒可以有效地增强原始PLA和回收PLA (rPLA) 的性能.
- 添加7%重量的纳米TiO2成功地减轻了PLA再加工的负面影响,恢复了机械性能.
- 这些TiO2增强的PLA纳米复合材料显示了可持续增材制造应用的前景.
