研究人員開發出植物基3D打印樹脂，推進可持續光聚合技術發展
時間：2025-05-08 09:51 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2025年5月7日，來自加泰羅尼亞理工大學（巴塞羅那理工大學，UPC）和加泰羅尼亞化學研究所的團隊開發出了一種源自植物基材料的聚合物樹脂，減少了3D打印對化石燃料基樹脂的依賴。研究成果以題為“Synthesis of bio-sourced liquidresins and their photopolymerization with poly(ethylene glycol) diacrylate inthe roadmap to more sustainable digital light processing technologies†”的論文發表在RSC《應用聚合物》雜志上。
UPC 和加泰羅尼亞化學研究所(ICIQ) 的研究人員利用從多種天然來源獲得的單體開發出新型 3D 聚合物樹脂，其中包括琥珀酸——一種存在于玉米和西蘭花等食物中的化合物。在基于光的 3D打印中，樹脂必須是液態、無溶劑且具有快速聚合動力學才能實現工業可行性。
這項研究由UPC牽頭，分兩個階段進行。第一階段，采用植物基材料配制聚合物樹脂，工藝過程由材料與分子工程創新——再生療法生物材料（IMEM-BRT）小組的研究員、巴塞羅那東部工程學院（EEBE）教授Elaine Armelin聯手開發。第二階段，在研究員Fernando Bravo的指導下，ICIQ的知識與技術轉移（ICIQ-KTT）和工業項目部門打印了樹脂。這一領域的研究對于推廣更環保的3D打印技術至關重要。UPC和ICIQ團隊開發的聚合物樹脂源自天然來源——琥珀酸、蘋果酸和酒石酸——只需一步合成即可轉化為功能性樹脂。
研究結果顯示，通過組合50 wt％ 的生物基琥珀酸二烯丙酯和 50 wt％ 與聚乙二醇二丙烯酸酯（一種以快速紫外光反應而聞名的石油基共聚單體），可制備具有優異的熱穩定性的生物源液體樹脂，這些樹脂可用于數字光處理（DLP）或立體光刻（SLA）打印機。光固化后的DLP 打印樣品中非常好的尺寸分辨率和透明度，最重要的是，由于天然單體中引入的酯鍵的存在，此類樣品迅速發生水解降解。
這項工作是Base-3D項目的一部分，項目由CIM UPC領導。該項目旨在推動增材制造技術的成熟，并推廣在加泰羅尼亞工業、手術室、企業和課堂中的應用，從而推動增材制造技術的發展。這是ICIQ和UPC在Base-3D項目中通過由LEITAT技術中心領導的Light3D集群（項目BASE3D：001-P-001646）開發的第二種聚合物樹脂。第一種是可生物降解的聚合物，在DLP打印中表現出色。目前，IMEM-BRT 小組還在研究軟生物聚合物（如藻酸鹽、殼聚糖和明膠）作為可持續的超吸水材料，用于土壤、電池和海水淡化電池的聚電解質。
(責任編輯：admin)
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