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导电3D打印耗材制备及性能研究

更新时间: 2019-12-27 17:10:44  查看次数: 708    
在导电3D打印耗材制备及性能研究中首先研究了ABS/MWNTs复合材料的制备以及性能,通过对制备过程探究以及配方改进得到简单适合大批量生产的配方以及生产工艺。先后尝试了将ABS颗粒与MWNTs进行双螺杆共混和通过掺混型ABS与MWNTs进行共混制备导电复合材料。通过对材料导电性、力学性能、微观结构、动态力学性能、热稳定性等的测试与分析后,得到的主要结论如下:


在ABS颗粒与MWNTs共混制备复合导电材料实验中,发现复合材料的导电性随着MWNTs含量以及共混次数的增加而逐渐提高,经过四次双螺杆共混后复合材料的拉伸强度、硬度随着MWNTs含量增加而逐渐提高,但是复合材料的拉伸断裂伸长率、冲击强度逐渐降低表现出脆性,复合材料的热稳定性并未受MWNTs的影响。MWNTs要经过多次双螺杆共混才可在ABS基体中分布均匀,对大批量生产来说,步骤繁琐,会提高生产成本。


在掺混型ABS制备过程中,发现复合材料的拉伸强度、弯曲强度随着ABS高胶粉含量的增加而逐渐降低,断裂伸长率、冲击强度随ABS高胶粉含量增加而提高。当ABS高胶粉含量为25%时,掺混型ABS的性能与通用ABS最接近。


在掺混型ABS/MWNTs制备复合导电材料实验中,采用ABS高胶粉含量为25%、SAN树脂含量为75%来制备掺混型ABS,将各组分预混均匀后通过双螺杆共混制备复合导电材料。发现一次双螺杆共混即可得到导电性良好的复合导电材料,复合材料的导电性、拉伸强度、弯曲强度、显微硬度随着MWNTs含量增加而提高,复合材料的冲击强度、断裂伸长率逐渐降低,复合材料表现出较强的脆性,这限制了制备出的3D打印耗材的应用。在热稳定性测试中,当MWNTs含量为8%、10%时,MWNTs的加入明显降低了复合材料的热稳定性。


将SBS加入到掺混型ABS/MWNTs复合材料中后,显著提高复合材料的韧性,但是复合材料的导电性、拉伸强度、弯曲强度会有所下降;SBS的加入提高了复合材料的热稳定性。当SBS添加量为30%时,复合材料的综合性能最好。


按照配方:SBS含量30%、掺混型ABS含量60%、MWNTs含量10%,制备出直径为1.75mm的导电3D打印耗材,导电3D打印耗材生产过程顺利,导电性良好,制备的耗材打印过程流畅,无堵塞喷头、打印件底部翘边等现象。



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