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光固化三维打印技术作为增材制造与快速成型技术的结合,目前已成为制造业研究的焦点。由于现有光固化三维打印材料固化后的力学性能较低、固化收缩率大,一定程度上限制了光固化三维打印技术的发展和应用。为改善光固化三维打印材料的力学性能,本文针对传统纳米粒子改性光固化三维打印材料时,存在的分散性和相容性差、界面结合弱等问题,选用经过表面修饰的纳米TiO2和氧化石墨烯对光固化三维打印材料进行增强改性。采用丙烯酰氯和KH570分别对纳米粒子进行表面改性处理,使其表面由亲水性变成亲油性,利用表面处理剂含有的双键,使纳米粒子参与光固化反应,改善其与光固化树脂的界面结合。研究了两种纳米粒子的不同表面改性方法和不同添加量对光固化三维打印材料力学性能、光固化特性和热稳定性的影响。分别采用丙烯酰氯、KH570对纳米TiO2进行表面改性,并利用改性后的纳米TiO2增强改性光固化三维打印材料。研究结果表明:经丙烯酰氯和KH570改性处理后的纳米TiO2表面被有机层包覆,团聚现象缓解,能均匀地分散在光固化三维打印材料中。改性纳米TiO2填充在光固化三维打印材料中,在受到外力作用时,改性纳米TiO2桥联作用及其对裂纹的偏转作用,是纳米TiO2能够增强光固化三维打印材料性能的主要原因。其中,经丙烯酰氯改性后的纳米TiO2对材料力学性能的增强作用更为明显,当纳米TiO2-丙烯酰氯的含量为3wt%时,光固化三维打印材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度达到最大值,分别提升了36.4%、67.3%和44.7%。此外,改性纳米TiO2的添加可使光固化三维打印材料的固化收缩率降低。分别利用丙烯酰氯、KH570对氧化石墨烯(GO)进行表面改性,并利用改性后的GO对光固化三维打印材料进行增强改性研究。结果表明:相对于未改性的GO,分别将经丙烯酰氯、KH570改性处理后的GO添加至光固化三维打印材料中时,改性GO片层间的堆叠层数减少,团聚的趋势降低,能较好地分散在光固化三维打印材料中。GO单一且完整的二维结构使得其作为增强相在材料受到外应力时能承受较大载荷,其在受到拉应力时沿碳原子平面表现出较大的刚性,少量添加即可显著提升复合材料的力学性能。其中,经丙烯酰氯改性后的GO对材料力学性能的增强作用更为明显。当GO-丙烯酰氯含量在1.5wt%时,光固化三维打印材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度达到最大值,分别提升了34.7%、53.8%和35.9%。此外,改性GO的添加可使光固化三维打印材料的固化收收缩率降低。对比两种纳米粒子对光固化三维打印材料的改性研究结果表明:纳米TiO2对光固化三维材料热性能和力学性能的改善效果强于GO,纳米TiO2的两种表面改性处理方法中丙烯酰氯改性的纳米粒子对光固化三维打印材料力学性能的增强效果最明显。