一种可4D打印的可光固化树脂,来自废食用油,具有增强的拉伸强度
Yan Liu1, Meng-Yu Liu1, Xin-Gang Fan1
1College of Materials Science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China.
Molecules (Basel, Switzerland)
|May 11, 2024
概括
研究人员从废食用油中开发出4D打印树脂,增强机械强度和形状记忆. 这些可持续材料为高性能智能设备提供了有希望的替代品.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 可持续工程 可持续工程
背景情况:
- 从可持续来源开发高性能4D打印材料对于减少对石油产品的依赖至关重要.
- 废食用油 (WCO) 是一种可行的原料,用于制造具有定制性质的新型聚合物.
研究的目的:
- 为了合成和描述来自废油 (WCO) 的新型4D打印光固化树脂.
- 提高机械性能,特别是抗拉强度,并研究WCO基树脂的形状记忆和生物降解性.
主要方法:
- WCO的烯酸改造以产生环氧废油甲酸盐 (EWOMA) 和环氧废油烯酸盐 (EWOA).
- 使用WCO衍生物,二烯酸盐单体 (例如,三乙烯糖醇二甲酸盐 - TEGDMA) 和光启动器系统制备可光固化的树脂.
- 使用液晶光固化系统进行3D打印和机械性能测试 (拉伸强度,破裂时延长).
- 通过土壤降解试验评估形状记忆性能和生物降解性.
主要成果:
- 基于WCO的最佳树脂,即EWOA和TEGDMA (1:1比) 的混合物,具有9.17MPa的拉伸强度和15.39%的破裂延伸,与基于石油的材料相比.
- 这种EWOA-TEGDMA树脂表现出极好的热诱导形状记忆,在室温恢复和在-60°C保持形状.
- 该材料显示出良好的生物降解性,在45天的土壤降解后,体重减轻8.34%.
结论:
- 用烯酸盐修饰的WCO,特别是EWOA与TEGDMA结合,产生高性能4D可打印树脂,具有卓越的机械性能和形状记忆性能.
- 这些来自WCO的树脂为智能设备,模具和折叠结构等应用提供了可持续和多功能替代品.
- 开发的材料有助于循环经济,将废弃的油转化为先进的功能产品.
