导读:本文包含了水溶性支撑材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:FDM水溶性支撑材料,聚乙烯醇,增塑改性,分子动力学模拟
水溶性支撑材料论文文献综述
倪菲[1]（2018）在《熔融沉积成型用聚乙烯醇水溶性支撑材料制备及其性能研究》一文中研究指出熔融沉积成型(Fused deposition modeling,FDM)工艺属于近年来发展迅速的3D打印工艺,在工业级快速成型设备和桌面级3D打印机上得到了广泛应用。在FDM工艺的制作过程中,支撑材料被用于辅助构建复杂悬臂结构或逐层制造过程中出现的悬空结构模型。水溶性支撑材料可溶于水或其他溶剂中,提供了在零件深处或嵌入区域构建微小特征的可能性,并为实现具有相对运动关系的装配组合件的一体成型提供了解决方案。因此,开展水溶性支撑材料的制备及其性能研究,对促进FDM工艺的发展是十分重要的。分析丝材的挤出过程和熔融沉积成型过程,选择聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)进行增塑改性以获得满足需求的PVA水溶性支撑材料。本文利用尿素/己内酰胺(Urea/Caprolatam,UC)作为复配增塑剂,通过溶液浇铸法制备不同UC含量的PVA薄膜。通过X衍射分析、差示扫描量热分析、热重分析、力学性能测试等手段研究了 UC增塑剂对PVA复合材料性能的影响,并使用扫描电子显微镜观察复配增塑剂在聚合物基质中的分布。结果表明,PVA薄膜的结晶度和熔融温度随UC加入量的增加而降低,初始分解温度和熔体流动速率有所提高。UC与PVA基质混合良好,可以与PVA形成均相体系。当UC含量为30wt%时(记为PUC30),其综合性能较好,结晶度为4.5%,熔点为173.0℃,室温断裂伸长率为411.1%。增塑剂通过破坏PVA的分子间相互作用来实现其增塑效果,这将不可避免地导致弹性模量的降低。通过分子动力学(MD)模拟研究PVA复合材料的弹性模量、分子间相互作用能和径向分布函数来考察PVA与增塑剂的相互作用机理,结果表明:PVA复合材料的弹性模量随增塑剂含量的增加而降低;PVA的分子间相互作用能随着UC含量的增加而降低,这是弹性模量降低的直接原因;氢键作用为PVA复合材料中极性官能团与周围氢原子间的主要相互作用;UC对PVA的分子内和分子间氢键的破坏作用是弹性模量降低的根本原因。通过分子动力学(MD)模拟研究水在PVA中的扩散行为,研究了聚合度、温度、晶胞密度、压力等因素对水在PVA中扩散系数的作用。模拟结果表明:随PVA聚合度的增加,水在PVA中的扩散系数先减小,随后趋于稳定;温度升高对水在PVA中的扩散有积极的影响,且不同温度下的水的扩散系数遵循Arrhenius关系式;自由体积分数和扩散系数随晶胞密度的增加而降低;当温度恒定时,随压力的升高,水在PVA中的扩散系数降低,这可以通过PVA-H20的分子间力的增加来解释。从分子角度研究了增塑剂UC对水在PVA复合材料的扩散行为和动力学的影响,考察了复合体系的扩散系数、相互作用能、径向分布函数和转动时间相关函数。模拟结果表明,水在PVA复合材料中的扩散系数随着UC含量的增加而增加;水在PVA中的扩散阻力随着UC的增加而减小:UC和PVA的极性官能团之间的主要相互作用是氢键,随着UC含量的增加,PVA与水之间的氢键作用降低,PVA分子内和分子间氢键作用降低;随着UC的增加,PVA链和小分子的旋转运动变得更快,弛豫时间变短。针对PUC30复合材料的物理和力学性能,给出了丝材的挤出工艺,考察了PUC30复合材料的水溶性、熔体流动性、热收缩率、熔融温度、力学性能和热稳定性。结果表明,PUC30复合材料具有良好的成丝性,其水溶速率为0.0652 g/min(95℃,10min),熔体流动速率为 3.74g/10min(190℃,2.16Kg),熔融温度和分解温度分别为173.0℃和210.0℃,纵向收缩率为0.49,横向收缩率为0.62,室温下抗弯强度和抗拉强度分别为31.03 MPa和24.17 MPa,满足FDM工艺对水溶性支撑材料的水溶性、热塑加工性及其一定的力学性能的需求,且水溶速率较国外同类型产品优越。通过3D打印测试发现,本文所开发的改性PVA复合材料熔融挤出成型性较好,满足FDM成型支撑的需求,且成型后支撑材料水溶去除过程顺利。本文选用尿素/己内酰胺作为复配增塑剂对水溶性材料PVA进行热塑性改性研究,并采用实验结合分子动力学模拟方法分析了增塑剂对PVA材料性能的作用机制,对促进熔融沉积3D打印工艺水溶性支撑材料的进一步研究和发展具有重要的理论及应用价值。(本文来源于《山东大学》期刊2018-03-05）
姜希雅,廖欢,苏凌锋,王建武,谯沣原[2]（2018）在《水溶性3D打印支撑材料研究进展》一文中研究指出悬臂类3D打印件需要支撑才能完成打印程序,水溶性聚合物作为支撑材料使用具有无可比拟的优势。本文综述了典型的聚乙烯醇和丙烯酸类共聚物水溶性支撑材料的特点,并进一步阐述其制备技术和改性研究进展。(本文来源于《塑料科技》期刊2018年01期）
王飞龙[3]（2017）在《熔融沉积成型3D打印材料及水溶性支撑材料的制备与研究》一文中研究指出近年来,熔融沉积成型技术(FDM)因成本低廉,操作简便,适合办公室环境使用等优点,成为3D打印技术中发展最迅速的一种。目前,已广泛应用于工业设计、建筑、医疗、教育等领域。同时,该行业对打印材料的需求也越来越迫切。为此,我们开发出两款PLA打印线材和一款PVA水溶性支撑线材,以满足不同用户的需求,具体研究成果如下:(1)采用母粒法成功制备出增韧型PLA打印线材。实验表明:随着聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)含量的增加,增韧母粒的剪切粘度逐渐下降,熔体流动速率逐渐增加,当相容剂TMP6000的含量为1phr,PLA和PBAT的质量比为3:2时,制备的增韧母粒综合效果最好;将聚乳酸和增韧母粒按照质量比4:1共混挤出,制得的PLA打印线材不仅解决了纯PLA易折断的问题,而且最大限度的保留了聚乳酸的力学强度;当打印温度为210℃,打印层厚为0.2mm时,该款PLA线材的综合打印效果最好,拉伸强度为60MPa,弯曲强度为86MPa,冲击强度为22.4J/m。(2)通过调整PLA和PBAT的比例以及相容剂的添加量,成功制得高韧型PLA打印线材。研究发现:随着PBAT含量的增加,改性PLA的拉伸强度和弯曲强度逐渐下降,冲击强度逐渐增大:随着相容剂含量的增加,改性PLA的熔体流动速率逐渐降低;当PLA与PBAT的质量比为7:3,相容剂含量为1.2phr时,PLA耗材的性能最佳;当打印温度为230℃,打印层厚为0.2mm时,该PLA线材的综合打印性能最好,拉伸强度为36MPa,弯曲强度48MPa,冲击强度300J/m。(3)采用甘油、聚乙二醇(PEG200)作为复配增塑剂对聚乙烯醇(PVA)进行增塑改性,制得PVA水溶性支撑材料。研究表明:PVA0588更适合用来制备水溶性支撑材料,复配增塑剂能有效降低PVA的熔点,减少增塑剂的析出;当甘油用量为8份,PEG200用量为4份,氢氧化镁用量为2份时,制得的PVA耗材性能最好;通过打印测试发现,PVA耗材在200℃下打印综合性能最好,模型的支撑部件在30℃下半小时即可完全水溶。(本文来源于《浙江工业大学》期刊2017-11-01）
王祥[4]（2016）在《水溶性光固化3D打印支撑材料的制备与性能研究》一文中研究指出光固化3D打印技术具有制造周期短、成型精度高、可个性化定制等优点,被广泛应用于航空航天、工业、医疗等领域,而3D打印材料的种类和性能决定了光固化3D打印技术的发展和应用。目前光固化3D打印材料(实体材料和支撑材料)技术为国外少数几家公司所垄断,尤其是支撑材料的空缺,已经严重阻碍了光固化3D打印技术在我国的发展。本文分别制备了低粘度、低表面张力的温敏型支撑材料和力学性能高、水溶性的反应型支撑材料,研究了两种支撑材料固化前后的性能。首先以温敏聚合物P123、光固化单体(PEG400DA+PEG1000DA)、光引发剂907、流平剂BYK331等为原料,在研究P123温敏特性和水凝胶特性及其与光固化单体之间的协同增强效应的基础上,制备了一种低粘度、快固化的温敏型光固化3D打印支撑材料,并分析了其固化成型机理。最终确定了温敏型支撑材料的最佳配方,其综合性能(25℃时)为:粘度为34.22mPa·s,表面张力为33.46mN/m,固化收缩率为0.97%,溶解度为26.77%。以丙烯酸和聚乙二醇为原料,在催化剂对甲苯磺酸、阻聚剂对苯二酚及带水剂甲苯的基础上,通过酯化反应合成了单端羟基PEGmA。通过红外光谱、核磁共振氢谱和高效液相色谱等对合成产物进行了表征。最终确定了PEGmA的最佳合成工艺:酸醇摩尔比为1.5:1,对甲苯磺酸含量为1.5wt%(以酸醇总质量计),对苯二酚含量为1wt%(以酸醇总质量计),酯化时间为6h,酯化温度为120℃。基于PEGmA的紫外光固化特性及其固化物良好的力学性能和水溶性,以所合成的水溶性PEGmA为光固化单体,选用369和ITX共引发剂、流平剂BYK331等为原料,制备了一种力学性能高、水溶性的反应型光固化3D打印支撑材料,并分析了其固化成型机理及水溶特性。最终确定了反应型支撑材料的最佳配方,其综合性能(25℃时)为:粘度为68.74mPa·s,表面张力为36.57mN/m,拉伸强度和硬度分别为24.21MPa和42HA,溶解度为50.32%。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2016-03-01）
刘斌,赵春振,王保民[5]（2008）在《熔融沉积成型水溶性支撑材料的研究与应用》一文中研究指出综述了熔融沉积成型工艺中支撑材料的种类、作用及研究现状等,通过对比分析,阐述了水溶性支撑材料的优势,并对符合支撑材料性能要求的水溶性高分子,如聚乙烯醇和丙烯酸类共聚物的改性技术要点及研究现状作了进一步的分析。(本文来源于《工程塑料应用》期刊2008年10期）
水溶性支撑材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
悬臂类3D打印件需要支撑才能完成打印程序,水溶性聚合物作为支撑材料使用具有无可比拟的优势。本文综述了典型的聚乙烯醇和丙烯酸类共聚物水溶性支撑材料的特点,并进一步阐述其制备技术和改性研究进展。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
水溶性支撑材料论文参考文献
[1].倪菲.熔融沉积成型用聚乙烯醇水溶性支撑材料制备及其性能研究[D].山东大学.2018
[2].姜希雅,廖欢,苏凌锋,王建武,谯沣原.水溶性3D打印支撑材料研究进展[J].塑料科技.2018
[3].王飞龙.熔融沉积成型3D打印材料及水溶性支撑材料的制备与研究[D].浙江工业大学.2017
[4].王祥.水溶性光固化3D打印支撑材料的制备与性能研究[D].南京航空航天大学.2016
[5].刘斌,赵春振,王保民.熔融沉积成型水溶性支撑材料的研究与应用[J].工程塑料应用.2008
标签：FDM水溶性支撑材料; 聚乙烯醇; 增塑改性; 分子动力学模拟;