完全生物基聚合物复合材料:制备,表征和LCD3D打印

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
• 增材制造 增材制造 增材制造

背景情况:

• 开发可持续和先进的材料对于减少环境影响至关重要.
• 农业废物利用提供了一个有前途的途径,以创造增值产品.
• 3D打印可以制造具有量身定制属性的复杂几何形状.

研究的目的:

• 使用农业废物填充剂和烯酸环氧化大豆油 (AESO) 树脂制备新的生物基复合材料.
• 通过液晶显示器 (LCD) 3D打印制造的这些复合材料的可打印性和热力学性能.
• 探索这些可调整复合材料在生物医学应用中的潜力.

主要方法:

• 用各种反应性稀释剂 (伊博尼尔甲基酸盐 - IBOMA,四二烯酸 - THFA) 制备可光固化的树脂.
• 将玉米 (GTF) 和葡萄酒 (WPL-CF) 副产品衍生填充剂纳入基于AESO的配方中.
• 使用液晶三维打印制造生物基物体,然后对打印精度和层粘附性进行表征.
• 使用热重力学分析 (TGA),动态机械分析 (DMA) 和拉伸测试来评估热力学和机械性能.

主要成果:

• 生物基物体的成功3D打印具有良好的准确性,层粘合和细节.
• 在含有IBOMA的系统中,添加农业废物填充剂显著提高了弹性模量,拉伸强度和玻璃过渡温度 (Tg).
• 含有THFA的系统在产区显示出更好的灵活性.
• 基于AESO的聚合物表现出可调节的特性,从刚性到柔性,基于稀释剂和填充剂的选择.

结论:

• 农业废物衍生填充剂可以有效地纳入AESO树脂用于3D打印应用.
• 开发的生物基复合材料具有可调节的机械性能,为传统材料提供可持续的替代品.
• 这些发现支持这些先进复合材料在生物医学领域的潜在应用,例如用于制造假肢.