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双网络自修复4D打印形状记忆聚合物

2019-12-01 09:53:29 康勋科技 11

4D打印技术因其能使3D打印结构随时间改变形状,而在各种应用中都受到极大关注。在所有4D打印材料中,形状记忆聚合物(Shape Memory Polymers-SMPs)因具备更高的刚度,更快的响应速率,而被认为是最有应用前景的4D打印材料之一。然而,大多数基于SMP的4D打印材料都是通过(甲基)丙烯酸酯类树脂形成的永久共价交联热固性网络,一旦发生任何损坏则不能修复。

为了解决这一问题,新加坡科技设计大学(Singapore University of Technology and Design-SUTD)葛锜助理教授科研团队最近开发了一种适用于高精度3D打印技术的双网络自修复形状记忆聚合物(Self-healing SMP-SH-SMP)体系以实现自修复4D打印。在SH-SMP溶液中,形成SMP网络的光敏甲基丙烯酸酯与高精度数字光处理(Digital Light Processing-DLP)3D打印技术具有良好的兼容性,从而可以实现高精度(最高可达30微米)复杂结构的4D打印(图1a);而渗透在SMP网络中的半结晶线性聚合物-聚己内酯(Polycaprolactone-PCL)则赋予4D打印结构自修复能力(图1b)。实验表明,当PCL在SH-SMP体系中的含量高于20%时,受损结构的力学性能可以恢复到90%以上。此外,PCL含量也极大的影响了SH-SMP溶液的黏度。为了研究SH-SMP溶液粘度对DLP 3D打印过程的影响,该团队还同新加坡科技研究局(A*Star)高性能计算研究院(Institute of High Performance Computing-IHPC)合作,通过计算流体动力学(CFD)模拟求得DLP 3D打印所能接受的最高溶液粘度,用以指导SH-SMP溶液的配制。

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注:深圳康勋记忆材料有限公司专注于形状记忆聚合物材料及其智能产品的研发-生产-销售。公司已经完成了多款形状记忆聚合物母料的大规模生产,并结合市场需要,开发形状记忆聚合物复合材料,以及创新开发多款形状记忆智能产品,包括形状记忆熨烫宝,形状记忆聚合物4D打印耗材等,参考www.kxsmp.com