可用于選區(qū)激光燒結(jié)的納米增強(qiáng)聚合物復(fù)合粉末的制備技術(shù)
時(shí)間：2019-03-19 13:45 來源：南極熊 作者：中國3D打印網(wǎng) 閱讀：次
納米顆粒（碳納米管、片狀石墨烯、富勒烯類納米顆粒等）用于制備復(fù)合材料時(shí)，很小的添加量就能獲得較為明顯的性能提升，并且不會像纖維類增強(qiáng)材料會引起聚合物熔體粘度的大幅上升而造成加工難度增加，從而引起了相關(guān)研究人員的廣泛關(guān)注。由于選區(qū)激光燒結(jié)的技術(shù)特點(diǎn)，對所使用的聚合物粉末顆粒大小、表面形態(tài)等均有特殊的要求，簡單的機(jī)械物理混合的方式已被證明很難獲得均勻的分布，很難起到對基體材料性能的改善。
新加坡南洋理工大學(xué)的研究者們采用化學(xué)吸附的方法制備了碳納米管涂覆PA12及TPU復(fù)合粉末[1-3]，采用選區(qū)激光燒結(jié)的方法制備了一系列具有較好強(qiáng)度、延伸率的復(fù)合材料。其基本流程是通過在配制聚合物粉末懸濁液的基礎(chǔ)上，加熱到一定溫度，使聚合物粉末發(fā)生軟化，然后加入配置好的碳納米管懸濁液，然后在一定溫度下劇烈攪拌，利用納米顆粒較大的表面能，吸附到聚合物顆粒表面，其過程如圖1及圖2。
圖1 CNTs涂覆PA12 復(fù)合粉末制備流程
圖2 涂覆有CNTs的PA12 復(fù)合粉末
但是化學(xué)吸附的方法對于具有更高軟化溫度的聚醚醚酮（PEEK）粉末是不合適的，由于PEEK粉末的軟化溫度點(diǎn)較高，很難選用合適的溶劑。目前，英國埃克斯特大學(xué)的研究者首先采用以上步驟制備了具有弱結(jié)合的PEEK與片狀石墨烯及IF-WS2的復(fù)合粉末，然后在復(fù)合粉末中混入造孔劑（NaCl）進(jìn)行熱壓，以獲得更好的結(jié)合力，然后浸入水中去除造孔劑后，將剩余的松散塊體進(jìn)行粉碎，獲得良好界面結(jié)合的片狀石墨烯及IF-WS2與PEEK的復(fù)合粉末，如圖3。采用EOS的P800高溫選區(qū)激光燒結(jié)設(shè)備進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，獲得的燒結(jié)單層具有光滑的表面[4]，表明這種復(fù)合粉末可用于選區(qū)激光燒結(jié)，制備具有優(yōu)異性能的PEEK復(fù)合材料。
圖3 片狀石墨烯與PEEK的復(fù)合粉末
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