3D打印技术,属于快速成型技术的一种,被认为是第三次工业革命的核心技术之一。3D打印材料是影响3D打印技术发展与应用的关键因素。本文以聚乳酸(PLA)和聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)为主要研究对象,针对其各自在3D打印方面存在的缺点,利用物理共混方法对其进行改性,在克服其一系列缺点的同时使其更加适用于熔融沉积成型3D打印机。根据PLA和ABS各自的缺点,分别选取合适的助剂及含量,例如增韧剂、成核剂、抗水解剂以及玻璃纤维等,利用双/单螺杆共混技术对其进行改性,并对改性后的材料进行一系列测试表征,包括差示扫描量热法,熔融指数、凝胶渗透色谱法、热变形温度、力学性能、线膨胀系数等,同时将改性后的丝材在3D打印机上进行材料的适用性验证以评估改性效果和确定最终产品的改性配方。针对PLA改性体系,研究发现,添加10份(注:以PLA重量为100份,在此基础上添加相当于10%的PLA重量,下同)反应性弹性体乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)对其进行增韧改性时,PTW与PLA具有较好的相容性,冲击强度增幅可达到72.6%,且PTW/PLA体系的流动性较好,进行3D打印测试时,打印过程顺利,打印制品表面光滑、无毛刺。同时发现,不同的打印方向对于样品的线膨胀系数具有不同影响,采用水平(X向)成型具有较小的线膨胀系数。PLA的耐热改性实验表明,当添加1.0份成核剂TMP3000改性,PLA的结晶度可以达到纯PLA的9倍,这主要是因为成核剂的加入能够为体系提供大量的晶核,加快晶核形成速率,进而促进整个体系的结晶速率。热变形温度实验结果表明,热变形温度提高最为明显的为PLA/1.0份成核剂体系,增幅约为8℃;将样品进行恒温处理后,添加成核剂的改性PLA热变形温度值变化较大;PLA/1.0份成核剂体系的热变形温度能够达到129.3℃。添加1.0份成核剂改性PLA体系的拉伸和冲击性能都有所提升。PLA由于分子链中长支链少,熔体强度特别低,成型过程只能在很窄的温度范围内进行。本实验采用新型聚合型环氧官能化扩链剂TMP6000对聚乳酸进行熔融扩链改性以提高其熔体强度。实验结果发现,扩链剂的添加对于整体体系的分子量大小,结晶度、熔体强度、熔融指数、力学性能以及打印性能都具有一定的影响,综合整体热性能、结晶性能、流动性能、熔体强度以及力学性能考虑,扩链剂TMP6000的添加最佳添加量为0.2份。PLA分子中存在酯键,容易引起PLA在加工中或者在含水环境下发生水解,使得材料性能有所下降。本实验主要通过采用抗水解稳定剂TMP 2000对聚乳酸进行抗水解改性研究,实验结果发现TMP2000抗水解稳定剂能够有效的抑制PLA的水解作用,最佳添加量为1.0份。通过对聚乳酸进行的增韧、成核、扩链及抗水解改性研究,确定了每种改性体系的最优含量比,在前几次改性体系的基础之上,通过选取最优助剂及最优比以确定最终的改性PLA配方。将本实验得到的改性PLA丝材与市场上常用的几种3D打印PLA丝材进行对比发现,改性PLA丝材具有更高的拉伸强度、结晶度、耐热性及抗水解性;韧性优于易生丝材,但相比聚复丝材仍有不足,属于一种综合性能更好的3D打印丝材。针对ABS改性体系,研究发现,就拉伸性能和收缩率而言,添加2份短切玻璃纤维的ABS体系以及添加蓝色色母粒改性的ABS体系更加适合用于3D打印。打印速度对于打印制品的拉伸性能和收缩率均会产生影响,这主要是因为高分子丝材接触面的界面温度、有效的粘接时间以及粘结效率是影响接触面粘接强度的重要因素。添加2份玻璃纤维或者蓝色色母粒的ABS体系的最佳打印速度为50mm/s。