聚碳酸酯(PC)作为一种工程塑料,具有优良的力学强度、耐热性能、界电性能。但是PC对缺口敏感,加工温度高,且价格昂贵,应用范围受到一定的限制。因此,工程上通常对PC进行改性,提高其综合性能,降低生产成本,从而拓宽其应用领域。ABS具有优异的抗冲击性,且耐低温、电气性能优良,具有易加工特性。本文将PC与ABS共混,制备PC/ABS合金,讨论PC/ABS合金在FDM上的应用可行性,拓宽FDM应用材料范围。本文首先讨论了PC的表观黏度与剪切速率和熔融温度之间的关系。确定了PC的适宜加工温度应不低于240℃。在PC与ABS的共混挤出过程中,可适当提高挤出的温度和螺杆转速,促进PC与ABS的有效互容。其次,研究了制备PC/ABS合金的PC与ABS的最佳配比。当PC与ABS质量比为PC:ABS=70:30时,PC/ABS合金综合性能最好。拉伸强度为63.86MPa,弯曲强度为77.31MPa,缺口冲击强度为14.54KJ/m~2,力学性能为最佳值。熔体质量流动速率为25.44g/10min,熔体流动性达到最佳。PC质量分数为70%时,热分解温度较高,热稳定性较好。为进一步促进PC与ABS的互容,提升PC/ABS合金的综合性能,本文分别采用马来酸酐接枝ABS(ABS-g-MAH)、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)和有机蒙脱土(OMMT)三种改性剂对PC/ABS合金增容改性,讨论其力学性能、热性能、熔体流动性、热失重性能、丝材成型性能和FDM打印性能等。实验结果表明,当ABS-g-MAH质量分数为6%时,PC/ABS合金的缺口冲击强度为33.92KJ/m~2,为纯PC/ABS合金的2倍多,冲击韧性大大增强,且其他力学性能和热性能受到影响较小。当MBS质量分数为6%时,PC/ABS合金断裂伸长率达到极大值,显示最佳韧性。当MBS质量分数为7%时,PC/ABS合金的力学性能最佳。加入MBS,合金熔体流动性略微降低,维卡软化点有一定的提升,耐热性提高。OMMT由十八烷基三甲基溴化铵改性MMT得到,改性后OMMT经过X射线衍射分析,层间距为2.04nm,比MMT层间距大0.08nm。当OMMT质量分数为3%时,PC/ABS合金的拉伸强度提高5.25%,弯曲强度增大4.64%,缺口冲击强度提高39.58%,维卡软化点升高6℃,熔体流动速率略微降低。在对合金的DSC分析和DMA分析中发现,三种合金都存在两个Tg,在微观上为相分离状态,PC与ABS分子链的热运动相互不受影响。对三种改性剂增容改性PC/ABS合金进行单螺杆挤出拉丝,讨论合金的丝材成型性与FDM适用性。实验结果表明,PC/ABS/ABS-g-MAH合金的丝材强度较好,适宜FDM成型,但是直径稳定性略差于纯PC/ABS合金。PC/ABS/MBS合金丝材尺寸稳定性极佳,且强度较好,是FDM成型的优异材料。OMMT含量少于3%时,PC/ABS/OMMT合金丝材成型效果较好,丝材性能也较好。综合分析,分别选用ABS-g-MAH质量分数为6%,MBS质量分数为7%,OMMT质量分数为3%时的PC/ABS合金进行FDM打印。在打印实验部分,本文首先讨论了PC的FDM成型适宜参数。当喷嘴温度240℃,平台温度110℃,打印速度30mm/s,打印层厚0.2mm时,PC打印试样力学性能最佳。然后对三种PC/ABS合金进行FDM成型,成型取向分别为XY取向、XZ取向和ZX取向。结果显示,PC/ABS/ABS-g-MAH合金打印试样的力学性能整体较好,PC/ABS/MBS合金打印试样也具有不错的力学性能,同时还保持较佳的韧性,而PC/ABS/OMMT合金打印试样的性能整体偏差。此外,不论是哪种合金丝材,ZX取向打印试样力学性能最差,XY取向打印试样的拉伸强度和弯曲强度较好,XZ取向打印试样的缺口冲击强度更佳。