多功能3D打印可光固化的弹性体,具有来自废食用油的自我愈合能力
Pengyu Wang1, Jiahui Sun2, Mengyu Liu1
1College of Materials Science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China.
Molecules (Basel, Switzerland)
|May 7, 2025
概括
这项研究将废弃的油转化为可3D打印的弹性体,具有自我愈合和形状记忆的特性. 这种可持续材料为灵活的电子和机器人领域的先进应用提供了潜力.
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
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 从废物流中开发可持续材料对于环境保护至关重要.
- 具有自我愈合和再加工能力的智能弹性体在先进应用中非常受欢迎.
- 废食用油 (WCO) 是化学合成的丰富,低成本和可再生资源.
研究的目的:
- 从废食用油 (WCO) 中合成一种新型的可光固化弹性体.
- 整合多功能特性,包括自我愈合,接性,再加工性,粘合性和形状记忆.
- 探索WCO衍生弹性体在3D打印应用中的潜力.
主要方法:
- 基于WCO的甲基酸脂肪酸乙烯 (WMFAEE) 单体的合成,通过转化,环氧化和环开启性化.
- 将WMFAEE与基烯酸 (HPA) 共聚合,以产生可光固化的弹性体.
- 机械性质的表征,自愈,可接性,可再加工性,粘合性,形状记忆性和生物降解性.
- 分子模拟以阐明自我愈合机制.
主要成果:
- 开发的WMFAEE-HPA弹性体具有出色的灵活性 (645.09%的断裂延伸) 和在室温下自行自愈 (57.82%的延伸恢复).
- 该材料表现出良好的接性 (19.97%的延长保留),再加工性 (7.75%的延长保留),压力敏感粘合性 (70.06 J/m2),以及热触发形状记忆.
- 观察到显著的生物降解性 (在45天后13.25%的质量损失),以及涉及链扩散和结合的双重自我愈合机制.
结论:
- 从废弃的油中成功开发出一种可持续的,多功能,可3D打印的可光固化弹性体.
- 综合性质,包括自我愈合和形状记忆,突出了其对先进应用的潜力.
- 这项工作通过精密的分子工程建立了将生物废物转化为高性能智能材料的途径.
