胺纳米复合材料用于化丝制造:具有增强层间粘附力的柔性材料
Alberto Sanz de León1, Jose A Pulido1, Natalia Fernández-Delgado1
1Dpto. Ciencia de los Materiales, I. M. y Q. I., IMEYMAT, Facultad de Ciencias, Universidad de Cádiz, Campus Río San Pedro, s/n, 11510 Puerto Real (Cádiz), Spain.
ACS applied materials & interfaces
|June 28, 2024
概括
这项研究引入了可持续的奇纳米晶 (ChNC) 复合材料,用于用聚烯酸 (PCL) 进行3D打印. NCs可以增强PCL.
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
- 生物材料工程 生物材料工程
背景情况:
- 化纤维制造 (FFF) 面临着层间粘附和材料限制的挑战.
- 聚烯酸乙烯 (PCL) 是一种多功能生物聚合物,但对于先进的应用,它需要性能增强.
- 基纳米晶 (ChNCs) 作为聚合物复合材料中的可持续增强剂具有潜力.
研究的目的:
- 开发和描述新的PCL-ChNC纳米复合材料用于FFF应用.
- 为了研究可持续的乳酸衍生CHNCs对PCL矩阵特性的影响.
- 评估3D打印PCL-ChNC复合材料的性能提升,重点关注机械性能和层间粘附.
主要方法:
- 使用乳酸 (LA) 和盐酸 (HCl) 合成了基纳米晶体 (ChNC).
- PCL-ChNC纳米复合材料通过双螺丝挤出制备,其中含有0.5-1.0重%的CNC.
- 鉴定包括XRD,FTIR,SEM,TEM,DSC和TGA. 这三种类型的特征.
- FFF用于打印拉伸和弹性样品,通过拉伸测试和弹性测试评估机械性能.
主要成果:
- 基于乳酸的CNC与PCL矩阵的兼容性得到改善.
- PCL-ChNC复合材料的热稳定性高达210°C.
- 拉伸测试显示增强了强度和柔性,在断裂时的延长增加了20-50%.
- 与纯PCL相比,垂直打印的曲样本显示出明显改善的曲行为和折断抵抗.
结论:
- 基纳米晶 (ChNCs) 有效地增强了FFF的聚烯酸 (PCL) 的机械性能.
- 乳酸用于CHNC合成的使用提供了一种可持续的途径,改善了矩阵兼容性.
- 在FFF打印的零件中,ChNC显著提高了层间粘附度,解决了该领域的一个关键挑战.
