麻省理工学院团队发现纤维素可用于代替3D打印材料的聚合物
麻省理工学院博士后 Sebastian Pattinson 指出,“纤维素是世界上最丰富的有机聚合物。”。
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:如当加热时,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。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。此外,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。”
研究人员指出,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塑料相当,并且它比用于3D打印的典型细丝材料便宜得多。
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