至俄罗斯使用生物质材料开发新的可回收的3d打印聚合物

行业资讯发布时间:2021-10-08

俄罗斯使用生物质材料开发新的可回收的3d打印聚合物

触及3D打印材料时,您不会遇到比塑料更受欢迎的选择,有各种各样的塑料可供选择,同时,它也是3D打印材料中最便宜的。但是,塑料也存在1定的问题,世界各地的垃圾填埋场对塑料处理最为头疼。材料正在耗尽化石原料,和在生产和燃烧进程中构成2氧化碳。位于莫斯科的俄罗斯科学院(RAS)的1个研究小组已开发了1种完全由生物资制造的可3D打印聚合物,从而解决塑料带来的问题。

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3D打印进程通常比其他情势的制造更合适环境,但塑料废物依然是世界性的问题。塑料由1系列合成或半合成的可塑性有机材料组成,并且已做出了许多努力,将回收塑料用于3D打印物体,如假肢、构成浮动圣诞树的树叶、蜂箱和太空中宇航员的用品。

3D打印聚合物具有其本身的缺点,例如被有机溶剂腐蚀,加热时收缩,和与打印纸的粘合性差,所有这些都可能致使打印毛病。但是RAS研究人员正在与Prof. Dr. Valentine P. Ananikov合作,开发了不但可延续的物资进程,而且消除这些问题。

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他们开发了1种称为聚乙烯⑵,5-呋喃2羧酸酯(PEF)的聚合物,可以低本钱地用于3D打印可回收和高耐溶剂性的高质量物体。研究人员在Angewandte Chemie杂志上的1篇论文中进行了详细的介绍。合著者包括Fedor A.Kucherov博士、Evgeny G. Gordeev博士、Alexey S. Kashin博士和Ananikov教授。

摘要浏览“生物资衍生的聚乙烯⑵,5-呋喃2羧酸酯(PEF))已用于熔融沉积建模(FDM)3D打印。已进行了从纤维素到打印对象的完全循环。在本研究中3D打印的PEF物体显示比通常可用材料打印的物体具有更高的耐化学性。

研究的PEF聚合物已显示了3D打印的关键优势:最好粘合性、热塑性、缺少分层和低热收缩。PEF的高热稳定性和挤出所需的相对低的温度对回收打印物体和使废物最小化是最好的。成功地显示了3D打印和回收的几个连续循环保监会在北京、上海、广州、武汉4个城市展开为期两年的以房养老试点。将3D打印扩大到碳中性材料的建议方法在可延续发展领域开辟了新的方向。

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研究人员在烘箱中融化聚合物粉末,构成长丝,然后通过热拉伸成直径2.85毫米的材料。然后,他们使用Autodesk 123D Design绘制数字模型,并将其成功打印在Ultimaker 2上,由于特定的3D打印机的进纸器距离打印头更远,并允许较小的实验材料段不直接接触机械部件。3D打印的物体具有光滑、高质量的表面,并且层被“彼此牢固地结合在1起”。

然后对PEF物体和使用PETG、PLA和ABS打印的物体进行测试,证明PEF物体对称为2氯甲烷的腐蚀性溶剂更具抗性。

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PEF材料具有较高的热稳定性,这意味着3D打印的测试对象能够被融化,重新制成长并将这类纤维制成无纺布丝,并再次打印。PEF还具有比其他材料更大的极性,研究团队认为,这类结构多样性意味着材料将有新的利用。

另外,根据研究人员的计算机计算,组成PEF的构建块实际上可能具有非线性碎片,这些碎片构成螺旋扭曲,提供“获得新类型的几何形状”。