熔融沉积成型用PLA/麦秸粉复合材料的研制及打印参数研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:HIT_Happy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年,3D打印技术被大家认知并应用,熔融沉积成型(FDM)作为3D打印的技术之一,以价格低、操作简单受到了研究人员的密切关注。但是,FDM材料种类有限并且对环境存在一定的污染。为了拓宽FDM可用材料,论文以聚乳酸(PLA)为基体、麦秸粉为填充料,研究制备了环保型挤出线材的工艺配方和成型技术。针对该材料易老化的现象,添加了紫外线吸收剂,可有效控制自然环境对材料的侵蚀。作为FDM材料,其性能不仅与材料自身性质有关,也与打印方式紧密相关。本文利用正交试验研究了原料的最佳配比,再根据性能要求进行优选,试验分析了紫外线吸收剂对PLA/麦秸粉复合材料主要性能的影响,最后探讨了打印方式与技术参数对材料的作用。本文主要研究内容如下:(1)通过四因素三水平正交试验设计表9L(34)制备PLA/麦秸粉复合材料,采用的因素及水平分别为麦秸粉平均粒径(70μm、120μm、170μm),麦秸粉添加量(1%、3%、5%),偶联剂添加量(2%、5%、8%),相容剂添加量(0.5%、1%、1.5%),探讨各因素及其水平对其力学性能的影响。研究结果表明:随麦秸粉添加量的增加,PLA/麦秸粉复合材料的力学性能降低;偶联剂添加量在8%时,PLA/麦秸粉复合材料力学性能最优;麦秸粉平均粒径和相容剂添加量的变化导致PLA/麦秸粉复合材料的力学性能出现先上升后下降的趋势。(2)添加不同含量(0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%)的紫外线吸收剂UV531制备PLA/麦秸粉复合材料,并对其进行紫外加速老化试验。研究结果表明:随着老化时间的延长,材料的明度差(△L*)与色差(△E*)都在不断增大,且UV531的添加量越多,△L*与△E*增大的程度越小;老化前,随着UV531添加量的增加,材料的力学性能不断下降;老化后,强度降低,且随着UV531添加量的增加,力学强度在老化后的损失程度呈现先下降后增加的趋势;SEM分析表明,老化使得PLA/麦秸粉复合材料的表面出现了一定程度的裂纹;XPS分析表明,老化的过程使材料发生氧化,O/C比增加,UV531的加入可以有效降低氧化的程度;FTIR分析表明羰基C=O键与C-O在老化后强度降低,UV531的加入,可以减少材料的老化程度。(3)对制备的PLA/麦秸粉复合材料进行FDM打印方式的研究,研究变量为填充密度、层高、打印速度、打印温度。研究结果表明:填充密度的增加使打印材料获得更高的力学性能。DMA分析表明填充密度的增加使储能模量、玻璃化转变温度以及玻璃化转变温度处的损耗模量提高。SEM分析表明填充密度的增加,可以使材料的内部孔隙减少,利于结合力的提高;层高的增加使力学性能降低。DMA分析表明随着层高的增加,材料的储能模量、玻璃化转变温度以及对应处的损耗模量降低。SEM分析表明,层高的增加不利于材料内部“网线”之间的结合;打印速度的提高使复合材料力学性能降低。流变性能测试表明打印速度的提高不利于体系储能模量、损耗模量及粘度的提高,但是对热稳定性没有过多影响。SEM分析表明打印速度的提高容易使材料在打印过程中出现缺料现象;温度的升高使打印的材料获得更高的力学性能。SEM分析表明,温度的升高可以促进材料的熔融,利于体系的结合。
其他文献
目的检测JAK2V617F基因突变在BCR-ABL阴性的骨髓增殖性疾病中的表达水平,探讨其与MPD患者临床特征间的关系,为骨髓增殖性疾病的早期诊断、治疗提供有力依据。方法选择2010年1
由于白云鄂博矿含有0.04%的放射性钍元素,平均高出地壳含量的24~49倍,包钢采用该矿在稀土和钢铁生产中引起天然放射性钍及其衰变产物向环境释放,从而对其周边局部环境造成一定
生态设计理念已经成为设计的重要核心,生态公共艺术也必将随着人类的发展成为公共艺术的发展趋势。本文从生态公共艺术与自然、公共艺术主题、公众性与亲和力、自然资源的保
目的 :为与国际接轨 ,提高合理用药水平 ,使药品真正安全、有效、经济地服务于患者 ,同时为我国制定卫生政策提供科学依据。方法 :由WHO&INRUD开发的合理用药指标 (selectedd
运用参数化设计 ,分析自卸汽车的油缸前后推连杆组合式举升机构 (马勒里举升机构 )的干涉受力情况 ,为自卸汽车举升机构的设计计算提供快速准确的方法。
对某钢厂转炉煤气回收的输配流程进行分析,通过将高炉煤气鼓风机改造实践,使得煤气回收量得到较大提升,在产生巨大的经济效益的同时,也带来良好的社会与环保效益。
目的探讨体检人群促甲状腺激素(TSH)的升高情况及其与血糖、血脂各指标之间的相关性。方法回顾性分析2017年1-5月该院1 070例体检人群TSH、血清总胆固醇(CHOL)、血清三酰甘油
以某山地型自来水厂工程为例,总结介绍了自来水厂选址山地的目的及工程设计特点、难点,提出相应的措施对策,可作为其它类似项目的借鉴及参考。
现阶段的教学过程中,加强学生的全面素质提高是比较重要的教学目标。体育教育作为提高学生体质的重要课程,在跳远教学活动的开展中就要注重方法的科学应用。本文先就跳远教学