光固化3D打印技术及光敏树脂的开发与应用

光固化3D打印技术因速度快、精度高、环境友好等优势,已成为一类广泛应用的快速成型工艺。光敏树脂作为光固化3D打印的主体材料,对器件的性能与应用有着决定性影响。本文先介绍了几种已普及和新开发的光固化3D打印成型原理;并对光敏树脂的组成、分子结构和器件性能间的构-效关系进行了分析;进而对光固化3D打印及树脂的应用进行分类介绍;最后对光固化3D打印与光敏树脂的未来发展进行了分析与展望。

低气味高透光率含硫改性UV固化硅树脂的研制

以γ-巯丙基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、1,3-二噻戊环-2-基甲醇及六甲基二硅氧烷等为原料,三氟甲烷磺酸为催化剂,二氯乙酸为环硫稳定剂,通过水解-缩聚法制得不同结构的含硫改性巯基MDT硅树脂(MDT-DS),通过红外光谱、核磁共振波谱及凝胶渗透色谱对其结构进行了表征,并对其气味、黏度、密度、折射率和可见光透过率进行了测试。然后将MDT-DS、乙烯基硅油和光引发剂混合均匀后经紫外光固化制得固化物,并研究了其光固化动力学、力学性能、热稳定性和透光率。结果表明,成功制得了MDT-DS,且当有机取代基与硅原子的量之比(R/Si值)为1.61、巯基含量为0.3871 mol/100 g时,MDT-DS的摩尔质量分布系数为1.15,产率为93.16%,折射率为1.5685;此外,在2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯质量分数为0.80%、辐照强度为70 mW/cm 2的条件下,选用R/Si值为1.61的MDT-DS且巯基与乙烯基量之比为1.5∶1时,硅树脂可在40 s内快速固化,双键转化率为94.60%,固化物的拉伸强度为2.41 MPa,拉断伸长率为87.71%,最大热分解速率时的温度为416.30℃,玻璃化转变温度为85.05℃,可见光透过率高于95%。

双交联网络有机硅弹性体的制备及其自修复性能研究

首先通过水解缩合法制备出了不同巯基含量的无色透明巯基硅油(PDMS-SH),然后通过PDMS-SH与端乙烯基硅油的光诱导点击反应和羧基硅油与氨基硅油的热可逆动态离子交联构建出可逆/不可逆杂化双交联网络,制备出一种可快速UV固化及优异自修复性的有机硅透明弹性体.辐照强度为70 mW/cm^2,Darocur1173加入量为1.0 wt%,―SH/―Vi摩尔比为1.5/1时,巯基-烯点击聚合具有较高的凝胶率、转化率及聚合速率,且固化速率不受离子交联网络的影响.巯基-烯初网络形成后,进一步加热可促进离子网络的形成,提高弹性体力学性能.此外,动态离子交联网络在弹性体中均匀分布.增加离子交联网络可有效降低松弛活化能,有利于应力松弛及动态可逆性,同时热处理工艺有利于动态离子网络的移动及解离-重组过程,从而有利于双网络结构的形成及修复效率的提升.更重要的是,选用巯基硅油DE/15及离子交联网络含量仅15 wt%时,弹性体具有较优力学性能及自修复效率,多次修复后的修复效率仍可高达90%以上,同时快速固化的弹性体具有高达90%以上的可见光透光率.为基于可逆动态离子缔合诱导的快速固化自修复透明有机硅材料提供一种新型可行的制备方法.