生物基环氧复合材料的液体沉积建模:天然填充剂作为风湿学修饰剂和增强剂
Edoardo Albertini1, Christos Fragkogiannis1, Lucia Tsantilis1
1Politecnico di Torino, Corso Duca degli Abruzzi 24, Turin 10129, Italy.
ACS omega
|February 23, 2026
概括
这项研究开发了用于3D打印的基于生物质的复合糊,通过将纤维素和纳米粘土填充剂添加到环氧树脂中. 一个优化的配方增强了液体沉积建模的流体学和机械性能.
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:
- 开发用于3D打印的可持续复合材料糊对于先进制造至关重要.
- 基于卡达诺的环氧树脂为复合材料开发提供了一个可再生的替代品.
- 调整质性质对于成功的液体沉积建模 (LDM) 3D打印至关重要.
研究的目的:
- 为了研究基于卡达诺的环氧复合材料用于LDM3D打印的质性质.
- 评估微晶纤维素 (MCC),微纤维化纤维素 (MFC) 和纳米粘土 (MMT) 作为填充剂的作用.
- 优化复合材料配方,以提高印刷能力和机械性能.
主要方法:
- 将MCC,MFC和MMT纳入基于卡达诺的环氧树脂.
- 使用赫歇尔 - 布克利模型来确定关键参数 (收益应力,一致性指数,流动行为指数) 的风病学表征.
- 通过ATR-FTIR和DSC进行热交联的分析;机械测试 (拉力模量和强度).
主要成果:
- 填充剂诱导了剪切稀释行为和固态到液态过渡,这对LDM至关重要.
- MFC增强了质和力学,但导致了收缩;用MCC部分替代改善了粘度和剪切稀释.
- 一种优化的配方 (22体积%MCC,1体积%MFC) 显示出出色的可打印性和硬化后的机械性能 (拉伸模量5.34MPa,强度1.31MPa).
结论:
- 基于生物质的填充剂有效地调整了用于LDM3D打印的卡达诺基基环氧复合材料的类型.
- 将MCC部分替换为MFC是一种平衡可打印性和机械增强的有希望的策略.
- 优化的复合材料配方显示了可持续增材制造应用的巨大潜力.
