高温热塑性多硫的增材制造,通过沉打印来定制微观结构
Ruowen Tu1, Hyun Chan Kim1, Henry A Sodano1,2,3
1Department of Aerospace Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109, United States.
ACS applied materials & interfaces
|September 12, 2023
概括
沉印刷使得像聚硫 (PSU) 等高温热塑料的制造成为可能,具有可调节的微观结构和机械性能. 这种新的方法克服了高性能聚合物的现有增材制造技术的局限性.
科学领域:
- 聚合物科学 聚合物科学
- 材料工程 材料工程 材料工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 传统的增材制造方法与高温热塑性塑料作斗争,在材料选择,机械完整性和加工诱导的降解方面面临挑战.
- 聚硫 (PSU) 是一种高温热塑性塑料,具有出色的化学耐药性,阻燃性和性,但很难使用增材制造加工以达到最佳的机械性能.
研究的目的:
- 引入沉印刷作为制造高温热塑性塑料,特别是聚硫 (PSU) 的新技术.
- 通过控制溶剂选择和打印参数来证明PSU的微观结构和机械性能的定制能力.
- 建立沉印刷作为一种可行的,可扩展的替代方案,用于制造高性能聚合物,用于苛刻的应用.
主要方法:
- 沉印刷的应用在高温热塑性塑料上,重点是聚硫 (PSU).
- 对溶剂成分和打印参数进行系统控制,以影响材料微观结构.
- 印刷PSU样品的机械性能 (模,抗拉强度) 和热性能 (玻璃过渡温度) 的表征.
主要成果:
- 成功地制造出密集,强大的PSU (2.47GPa的Young模量,70.6MPa的拉力强度) 和多孔的,异构的PSU结构.
- 印刷PSU样本在190°C干燥后呈现出大约200°C的玻璃过渡温度,证实其适用于高温环境.
- 对微观结构的证明控制导致了广泛的机械性质.
结论:
- 沉印刷是制造PSU等高温热塑料的突破性方法,克服了当前增材制造工艺的局限性.
- 这种技术提供了可扩展性和对材料性能的精确控制,使得用于高温应用的定制组件的生产成为可能.
- 定制PSU微观结构和机械性能的能力为先进材料制造开辟了新的途径.
