生物基3D打印樹脂的研究及發(fā)展

關(guān)于3D打印想必你一定不陌生， 3D打印是快速成型技術(shù)的一種，又稱增材制造，是采用樹脂、金屬、陶瓷等材料，通過逐層打印的方式來制造物體的技術(shù)。經(jīng)過二十多年的發(fā)展，3D打印技術(shù)在電子、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、醫(yī)療、汽車、航空航天等方面取得了矚目的成就。

關(guān)于生物基3D打印樹脂

近年來，我們看到了綠色環(huán)保材料的迅速興起。在3D打印領(lǐng)域中，這包括采用天然可再生原料、可回收循環(huán)利用的樹脂以及可生物降解的樹脂制備3D打印材料。生物基樹脂通常由纖維素衍生的聚合物、丙烯酸酯改性的聚合物和植物油基丙烯酸酯制成。

生物基樹脂具有可再生、環(huán)境友好、資源豐富、分布廣泛的優(yōu)點(diǎn)，是一種可持續(xù)制備高分子的原材料。隨著生物質(zhì)提煉技術(shù)的發(fā)展，越來越多的生物基材料已被應(yīng)用于聚合物。

用大豆油樹脂3D打印的零件

生物基3D打印樹脂可以兼顧生物質(zhì)基材料和3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。來源廣泛的可再生生物質(zhì)基材料通過具有精確設(shè)計(jì)并快速制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜材料能力的3D打印技術(shù)，可根據(jù)需要進(jìn)行生產(chǎn)制造。因而，近年來已經(jīng)越來越多地在醫(yī)療器械制造、機(jī)械和模具制造、藝術(shù)品和服裝設(shè)計(jì)制造等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

△圖片來源：3D打印生物質(zhì)基復(fù)合材料研究進(jìn)展及應(yīng)用前景_劉俊

3D打印用生物基材料普遍存在耐熱性差等問題，在聚合物中引入芳香族和脂環(huán)族結(jié)構(gòu)是提高耐熱性的常用方法，該方法通常也用于制備生物基樹脂。事實(shí)上，脂肪族生物質(zhì)因其來源廣泛和成本較低而更為經(jīng)濟(jì)。然而，它們在耐熱樹脂中的應(yīng)用鮮有報(bào)道。基于價格低廉的脂肪族生物質(zhì)制備全生物質(zhì)的耐熱光固化丙烯酸酯是一個巨大的挑戰(zhàn)，并對能源節(jié)約和聚合物的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。