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Updated: Jul 10, 2025
08:13
Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents
Published on: July 4, 2016
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通过同时材料挤出和热诱导相分离来增材制造聚乙烯硫化物) 气凝
Garrett F Godshall1, Daniel A Rau2, Christopher B Williams2
1Department of Chemistry, Macromolecules Innovation Institute, Virginia Tech, Blacksburg, VA, 24061, USA.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|November 27, 2023
概括
这项研究展示了使用材料挤出 (MEX) 和热诱导相分离 (TIPS) 来3D打印聚乙烯硫化物 (PPS) 气凝. 印刷的气凝具有可调节的特性和复杂的层次结构,为先进的材料应用铺平了道路.
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:
- 气凝具有独特的特性,但受制造复杂性的限制.
- 增材制造 (AM) 提供了一个创造复杂气凝架构的机会.
- 聚二 (PPS) 是一种工程热塑性塑料,具有先进材料应用的潜力.
研究的目的:
- 开发一种基于材料挤出 (MEX) 的增材制造方法,用于聚二化 (PPS) 气凝.
- 研究墨水成分对印刷PPS气凝的形态和热力学性能的影响.
- 允许制造具有可调节特征的层次性多孔结构.
主要方法:
- 使用定制加热材料挤出 (MEX) 设备进行印刷.
- 用于现场热诱导相分离 (TIPS) 快速固化印刷聚合物溶液.
- 经过溶剂交换和冷干燥后处理的印刷凝,以获得气凝.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM),差分扫描热量计 (DSC) 和单轴压缩测试来表征气凝.
主要成果:
- 成功打印了具有复杂,成分依赖的等级微观结构的PPS气凝.
- 实现了可调整的孔隙性 (50.0-74.8%) 和密度 (0.345-0.684 g cm−3).
- 在打印的气凝中显示出高晶度 (≈43%),表明TIPS固化成功.
- 报告的压力模块范围从33.0到106.5MPa,由微观结构控制.
结论:
- MEX AM与TIPS相结合是一种可行的制造PPS气凝的方法.
- 墨水的成分显著影响印刷气凝的微观结构,多孔性和机械性能.
- 开发的技术允许创建先进的,有层次的多孔气凝,具有可调节的特性,适用于各种应用.
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