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光固化三维打印技术具有成形精度高、成本低等优点,在航空航天、医疗、娱乐等行业得到了广泛应用。目前,大部分光固化材料存在粘度高、固化慢的缺点,影响产品的固化精度和生产效率。本文合成了两种环氧丙烯酸酯预聚物和一种聚氨酯丙烯酸酯单体,将其和光引发剂等一起配制成光固化三维打印材料,对材料固化前后的性能进行了研究。首先合成了聚乙二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯(R1)和乙二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯(R2)预聚物,确定了最佳合成工艺条件:丙烯酸和缩水甘油醚的摩尔比为2.1:1,反应温度为100℃,反应时间为6.5h,阻聚剂(对羟基苯甲醚)用量为0.2wt%,催化剂(三苯基膦)用量为0.7wt%。分别将两种预聚物与单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、光引发剂369配制成光固化材料。结果表明:其粘度均低于300m Pa·s,固化后硬度均为4H,光固化速度均大于14m/min,而体积收缩率分别为7.6%、11.3%,因此选择将R1作为光固化三维打印材料的预聚物。利用非异氰酸酯法合成了三官能团聚氨酯丙烯酸酯单体(NIPUA),确定了最佳合成工艺条件。首先控制碳酸乙烯酯和二乙醇胺的摩尔比为1:1,反应温度为80℃,反应时间为5h,合成氨基甲酸酯(NIPU),然后控制NIPU和丙烯酰氯的摩尔比为1:3.1,反应温度为-5℃,反应时间为5h,合成了NIPUA。以所制备的预聚物为基料,将其和R1、单体二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)和光引发剂369配制成光固化材料。结果表明:当单体TPGDA含量为20wt%,单体NIPUA的含量为10wt%时,光固化材料的综合性能达到最佳,其光固化速度为15.9m/min,粘度为185m Pa·s,固化后硬度为4H,初始热分解温度为310℃。最后对光固化引发体系进行了研究,结果表明:将光引发剂369和ITX复配使用后,可有效利用紫外光能量,提高光固化速度,同时能抑制氧的阻聚作用。当两种光引发剂的质量比为1:1,总含量为3wt%时,光固化材料的综合性能达到最佳,其光固化速度为19.2m/min,粘度为190m Pa·s,固化后硬度为6H,固化度大于98%,初始热分解温度为314℃。此光固化材料配方可满足光固化三维打印技术低粘度快固化的性能要求。