调查3D打印功能分级纳米复合材料的热,机械和形状记忆特性
Mohamad Alsaadi1,2,3, Eoin P Hinchy1,4, Conor T McCarthy1,4
1CONFIRM Centre for Smart Manufacturing, University of Limerick, V94 T9PX Limerick, Ireland.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|October 14, 2023
概括
这项研究开发了一个3D打印的纳米复合材料,使用功能化石墨烯纳米板块,增强热稳定性,机械强度和形状记忆恢复,用于先进的材料应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 开发具有定制性质的先进3D打印材料对于创新应用至关重要.
- 石墨烯纳米板块为聚合物复合材料的性能增强提供了潜力.
- 石墨烯的功能化是改善其在聚合物矩阵中的分散和相互作用的关键.
研究的目的:
- 创建一个3D打印的可光修复树脂纳米复合材料,具有增强的热,机械和形状记忆性能.
- 研究胺功能化石墨烯纳米板块对材料性能的影响.
- 开发一种智能,对温度有反应的材料,能够进行连续的形状转换.
主要方法:
- 胺功能化石墨烯纳米板块 (M-GNP) 的合成和表征.
- 将M-GNP纳入可光固化树脂,用于3D打印.
- 评估热稳定性 (TGA),机械性能 (DMA,拉力,冲击),断裂性和形状记忆行为.
主要成果:
- 热稳定性显著改善,纳米复合材料的降解温度增加了29%.
- 增强的机械性能:折断性增加18%,抗拉强度增加35%,抗冲击强度增加78%.
- 在多个循环中,与整洁样本 (91-94%) 相比,表现出优越的形状记忆恢复比率 (97-100%).
结论:
- 胺功能化有效地改善了3D打印树脂中的石墨烯纳米板块分散和性能.
- 开发的纳米复合材料表现出热稳定性,机械强度和形状记忆能力的有希望的组合.
- 这种材料有可能用于需要3D打印结构中温度响应,形状变化的功能的应用.
