开放式,超快速的光化聚合使得使用低粘度树脂进行3D打印成为可能
Zipeng Zhang1, Dong Su2, Mingzhou Zhang1
1Qingdao Institute for Theoretical and Computational Science, Center for Optics Research and Engineering, Shandong University, Qingdao, 266237, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|December 26, 2025
概括
研究人员开发了一种新的光化剂,dithioindazolylcarboxylate (DTI),用于更快,更精确的3D打印. 这项创新克服了当前用于先进材料制造的光控制激态聚合 (光-RDRP) 的局限性.
科学领域:
- 聚合物化学 聚合物化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 3D打印技术的使用
背景情况:
- 照片固化3D打印面临着异质网络和未反应的单体等挑战,影响零件完整性.
- 光控制激光聚合 (光-RDRP) 提供了精度,但受到缓慢的动力学的影响,需要粘性树脂.
- 现有的光化器往往具有较差的氧气耐受性,进一步限制了印刷速度和材料选择.
研究的目的:
- 设计和计算分析一种新型的光化器,以实现高效且耐氧的光 RDRP.
- 为了克服缓慢的动力学,并改善对3D打印树脂中的网络形成的控制.
- 为了实现超快的3D打印,高分辨率的复杂原型和增强的材料性能.
主要方法:
- 一种新的光化剂的计算机引导设计和合成:dithioindazolylcarboxylate (DTI).
- 计算分析预测DTI的效率和耐氧性.
- 在可见光下 (415 nm) 使用甲基烯酸盐进行光化聚合实验,并与dithiopyrazolylcarboxylate (DTP) 进行比较.
- 数字光处理 (DLP) 3D打印和抗腐蚀涂料的性能测试.
主要成果:
- 与DTP (0.196 min-1) 相比,DTI表现出明显更高的表面传播率 (0.809 min-1),超过四倍的增长.
- 与DTP (13.3%) 相比,DTI在空气下保持了65.9%的聚合率,显示出优越的氧气耐受性.
- 使用低粘度树脂,每层在8秒内实现了超快速DLP3D打印,产生了复杂的原型.
- 光固化防腐涂层具有高粘合强度 (13.53MPa) 和耐久性 (720小时耐盐喷).
结论:
- 新型DTI光化器使光-RDRP聚合得更快,更可控.
- 这一进步促进了超快,高分辨率的3D打印,提高了材料性能.
- 基于DTI的技术对先进的制造和保护性涂层具有前景.
