4D打印多功能和可生物降解的PLA-PBAT-Fe3O4纳米复合材料,具有最高的机械和形状记忆性能
Mohammad Amin Yousefi1, Davood Rahmatabadi1, Majid Baniassadi1
1School of Mechanical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, 1417614411, Iran.
Macromolecular rapid communications
|October 14, 2024
概括
这项研究开发了使用可生物降解的聚合物和磁石纳米颗粒4D打印的纳米复合材料. 由此产生的智能材料表现出增强的形状记忆特性和远程磁控,用于先进的应用.
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
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 形状记忆聚合物 (SMP) 的4D打印面临着低性和耐热性的挑战.
- 可生物降解的纳米复合材料为改进的SMP提供了一条途径,具有远程激活功能.
研究的目的:
- 开发3D/4D可打印磁性响应形状记忆的聚合物纳米复合材料.
- 为了研究磁铁 (Fe3O4) 纳米颗粒对PLA-PBAT混合物增强性能的影响.
主要方法:
- 准备的聚 (乳酸) - 聚 (丁烯基酸盐 - 协同甲酸盐) (PLA-PBAT) 混合物,含有不同Fe3O4纳米颗粒含量 (10-20重量%).
- 材料挤出纳米复合材料的3D打印.
- 使用形态分析,动态机械热分析 (DMTA),机械测试和形状记忆行为评估进行表征.
主要成果:
- Fe3O4纳米粒子首选分散在PBAT相中,改善储存模量,热稳定性,强度,延长和性.
- 最佳Fe3O4负载在10 wt%提高形状固定性和回收;更高的负载导致聚合.
- 纳米复合材料通过热和磁触发器显示出快速的形状记忆响应.
结论:
- 开发了具有改进性能的多功能,多触发器4D可打印纳米复合材料.
- 在智能材料应用中,已经证明了无接触和安全启动的潜力.
- 确定了10%重量的Fe3O4作为平衡性能和纳米粒子分散的最佳.
