新发现:纤维素或能替代3D打印聚合物材料
2018/9/30 0:00:00 来源:聚风传媒 关键词:聚风塑料网
纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子,人类最宝贵的天然可再生资源。纤维素化学与工业始于160多年前,是高分子化学诞生及发展时期的主要研究对象,纤维素及其衍生物的研究成果为高分子物理及化学学科的创立、发展和丰富作出了重大贡献。一直以来,纤维素是世界上最丰富的打印材料——纸的成分。近日,MIT发表了一项最新研究,纤维素可能可用于替代目前用作3D打印材料的聚合物。
MIT博士后Sebastian Pattinson指出,“纤维素是世界上最丰富的有机聚合物”,他与麻省理工学院机械永城副教授约翰·哈特(John Hart)一起发布了关于此技术的论文。
根据 Pattinson 的观点,纤维素是赋予木制材机械性能最重要的组成部分,由于其价格便宜,生物可再生,可生物降解,且具有很强的化学多功能性,被用于许多产品中,如一些生物用制药,医疗设备,食品添加剂,建筑材料,服装等各种不同领域,并且这些产品,可以通过增材制造(3D打印)技术实现定制。
使用纤维素作为3D打印技术原材料不是一个新的想法,许多研究人员已经试图研究其应用型,但面临了许多障碍:像当加热时,纤维素在其变得可流动之前会热分解,部分是由于纤维素分子之间存在的氢键。
纤维素或能代替3D打印聚合物材料
因此,麻省理工学院团队决定使用纤维素乙酸酯。这种材料很容易由纤维素制成,并已经广泛用于生产。基本上,乙酸酯基团的存在减少了该材料中氢键的数目。乙酸纤维素可以溶解在丙酮中并通过喷嘴挤出;当丙酮迅速蒸发时,醋酸纤维素可以局部固化。随后的处理可以替代乙酸酯基团并增加印刷部件的强度。
“在3D打印完成之后,我们通过氢氧化钠处理部件,以恢复氢键结构” Pattinson 解释说。 “我们发现,我们获得的部件的强度和韧性比用于3D打印的许多常用材料更大。”
乙酸纤维素已经广泛的应用在各类商品。在批量上,材料的价格与用于注塑的热塑性相当,并且它比用于3D打印的典型细丝材料便宜得多,研究人员说。这与该方法在室温条件,与各种官能化纤维素的能力相结合,提高了其商业吸引力。