{"id":5128,"date":"2022-03-10T14:19:51","date_gmt":"2022-03-10T14:19:51","guid":{"rendered":"https:\/\/longchangchemical.com\/?p=5128"},"modified":"2026-04-28T10:41:57","modified_gmt":"2026-04-28T10:41:57","slug":"acrylics-in-3d-printing","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/longchangchemical.com\/id\/acrylics-in-3d-printing\/","title":{"rendered":"Penelitian tentang penerapan poliuretan akrilat yang ditularkan melalui air bercabang banyak dalam pencetakan 3D"},"content":{"rendered":"

Penelitian tentang penerapan poliuretan akrilat yang ditularkan melalui air bercabang banyak dalam pencetakan 3D<\/strong><\/h1>\n

<\/p>\n

Quick answer:<\/strong> For UV monomer and resin selection, the key commercial question is not \u201cwhich material is best in general\u201d but \u201cwhich package delivers the right balance of flow, cure, adhesion, and durability in the real application.\u201d<\/p>\n

<\/p>\n

 <\/p>\n

Teknologi pengawetan sinar ultraviolet (UV)<\/a> adalah teknologi baru yang berefisiensi tinggi, hemat energi, dan ramah lingkungan yang dikembangkan pada tahun 1960-an. Tingkat pertumbuhan tahunan % hingga 15%. Dibandingkan dengan pengeringan alami tradisional atau pelapis pengawet termal, pelapis pengawet ringan memiliki keunggulan kecepatan pengawetan yang cepat, hemat energi, kinerja film yang sangat baik, dan aplikasi yang luas pada media. Di antara bahan yang digunakan dalam teknologi pengawetan UV, poliuretan akrilat (PUA) memiliki sifat komprehensif yang sangat baik. Ini adalah resin fotosensitif yang banyak digunakan dan dipelajari saat ini. Ini memiliki daya rekat tinggi dan ketahanan aus yang tinggi dari resin poliuretan, dan memiliki asam akrilik. Resin ini tahan air dingin dan panas, tahan korosi dan fleksibilitas yang baik. Diantaranya, poliuretan akrilat yang ditularkan melalui air dan WPUA memiliki keunggulan sifat mekanik yang sangat baik, keamanan dan keandalan, kompatibilitas yang baik, dan tidak ada polusi. Namun, PUA berbasis air akan menyebabkan ketahanan air yang buruk, penurunan sifat mekanik, dan sifat optik yang buruk. Oleh karena itu, harus diencerkan dengan monomer aktif sebelum digunakan untuk menyesuaikan viskositas dan meningkatkan fluiditas. Meskipun pengencer aktif memiliki volatilitas yang rendah, namun berbahaya bagi lingkungan. Polusi kecil, dan menjadi bagian dari film pelapis setelah pengawetan, tetapi memiliki bau yang kuat, mengiritasi kulit dan sistem pernapasan, serta berdampak negatif pada keamanan, kebersihan, dan kinerja jangka panjang produk. Kekurangan ini juga menghambat penerapan WPUA di berbagai industri. promosi dan aplikasi di lapangan. Oleh karena itu, peningkatan uretan akrilat yang ditularkan melalui air sangat penting, di antaranya modifikasi bercabang adalah arah pengembangan saat ini.<\/p>\n

 <\/p>\n

Ada banyak penelitian tentang sintesis dan aplikasi poliuretan bercabang banyak. Johansson dkk. telah mensintesis serangkaian poliuretan akrilat bercabang banyak. Polimer bercabang banyak tersebut memiliki viskositas rendah, kelarutan tinggi, curing cahaya cepat, dan stabilitas termal yang baik. dan keunggulan lainnya, dapat menghindari atau mengurangi penggunaan pengencer reaktif, karakteristik ini membuatnya memiliki banyak keunggulan dalam aplikasi pelapis yang dapat disembuhkan dengan sinar UV. Asif dkk. mensintesis serangkaian akrilat poliuretan poliuretan bercabang air bercabang banyak dengan stabilitas termal yang baik dan viskositas rendah dengan memasukkan beberapa gugus hidroksil pada poliester bercabang banyak ke dalam gugus asam akrilat. Modifikasi WPUA yang bercabang banyak memberikan WUPA dengan sifat fisik dan kimia serta sifat mekanik yang lebih baik, yang dapat diterapkan dengan lebih baik pada pencetakan 3D pemotretan.<\/p>\n

 <\/p>\n

1 Modifikasi Bercabang dari Akrilat Poliuretan yang Ditularkan Melalui Air<\/p>\n

 <\/p>\n

1.1 Struktur dan sifat polimer bercabang banyak<\/p>\n

 <\/p>\n

1.1.1 Definisi dan Pengantar<\/p>\n

 <\/p>\n

Polimer bercabang banyak dapat digambarkan secara sederhana sebagai polimer dengan struktur yang sangat bercabang, yang berbeda dari polimer bercabang dan dendrimer. Artinya, tingkat percabangannya lebih besar daripada polimer bercabang dan lebih kecil daripada dendrimer.<\/p>\n

 <\/p>\n

Seperti dendrimer, polimer bercabang banyak adalah reaksi yang memasukkan dua atau lebih gugus aktif ke dalam situs aktif bercabang potensial di setiap unit berulang, tetapi perbedaannya adalah: polimer bercabang banyak lebih tersebar, tidak semua unit berulang terlibat penuh dalam reaksi, sedangkan dendrimer memiliki struktur yang teratur dan monodisperse. Polimer dendritik memiliki struktur yang lengkap, sehingga perlu disintesis melalui reaksi multi-langkah yang kompleks dan tepat, dan setiap langkah perlu dipisahkan dan dimurnikan, sehingga biayanya sangat mahal, yang tidak kondusif untuk produksi industri. Sebaliknya, polimer bercabang banyak dapat disintesis dengan \"metode satu langkah\" atau \"metode kuasi-satu langkah\", tidak diperlukan pemurnian atau sedikit pemurnian selama proses reaksi, proses produksinya sederhana, harganya murah, dan sifat-sifatnya mirip dengan dendrimer. Polimernya mirip, sehingga memiliki potensi besar dalam aplikasi industri.<\/p>\n

 <\/p>\n

Menurut karakteristik struktural monomer sintetis, secara umum, metode sintesis polimer bercabang banyak dapat dibagi menjadi tiga kategori berikut: (1) Polimerisasi kondensasi mandiri monomer tipe ABx (x>1); (2) Polimerisasi pembuka cincin bercabang banyak; (3) Polimerisasi vinil kondensasi mandiri. Beberapa orang juga menganggap metode polimer bercabang banyak yang diperoleh dengan kopolimerisasi beberapa monomer fungsional (seperti kopolimerisasi monomer A2 B3) sebagai kelas yang terpisah, yang disebut metode kopolimerisasi monomer multifungsi. Di antara metode di atas, polimerisasi kondensasi mandiri in vivo monomer tipe AB2 dan polimerisasi pembukaan cincin bercabang banyak dipelajari dan diterapkan. Saat ini, orang telah mensintesis poliester bercabang banyak, polieter bercabang banyak, poliamida bercabang banyak, poliuretan bercabang banyak, dan polimer bercabang banyak lainnya dengan menggunakan metode di atas. Di antara mereka, poliester bercabang banyak adalah salah satu anggota terpenting dari keluarga polimer bercabang banyak. Polimer ini memiliki sintesis awal, teknologi yang matang, dan penerapan yang kuat, dan merupakan satu-satunya produk dengan produksi industri skala pilot. Rangkaian filamen pencetakan 3D yang dimodifikasi makromolekul adalah perwakilan khasnya.<\/p>\n

 <\/p>\n

1.1.2 Struktur dan Karakteristik<\/p>\n

 <\/p>\n

Mirip dengan poliester linier tradisional, segmen utama molekul poliester bercabang banyak juga merupakan gugus ester (-COO-), tetapi dibandingkan dengan poliester linier tradisional, poliester bercabang banyak memiliki struktur yang sangat bercabang, molekuler Ada rongga, sejumlah besar gugus fungsi gugus ujung dan fitur struktural lainnya<\/p>\n

 <\/p>\n

Karakteristik struktural di atas membuat poliester bercabang banyak memiliki beberapa karakteristik yang tidak dimiliki oleh poliester linier, yang dirangkum sebagai berikut:<\/p>\n

 <\/p>\n

(1) Fluiditas yang baik dan viskositas yang rendah<\/p>\n

 <\/p>\n

Secara umum, hanya cairan molekuler kecil yang dapat dianggap sebagai cairan Newtonian. Dibandingkan dengan poliester linier, poliester bercabang banyak memiliki struktur molekul yang lebih ringkas dan memiliki struktur tiga dimensi yang mirip dengan bola, sehingga sering kali menunjukkan perilaku fluida Newton.<\/p>\n

 <\/p>\n

(2) Tidak mudah mengkristal dan memiliki sifat pembentukan film yang baik<\/p>\n

 <\/p>\n

Segmen fleksibel dan gugus karbonil polar yang terkandung dalam poliester linier membuat beberapa poliester linier mudah mengkristal, seperti PET, PBT, dll. Karena struktur poliester bercabang banyak yang sangat bercabang, tingkat pengaturan rantai molekul yang teratur sangat berkurang, sehingga secara signifikan mengurangi sifat kristalnya. Karakteristik poliester bercabang banyak ini sangat penting untuk aplikasi yang membutuhkan transparansi tinggi. Selain itu, polimer bercabang banyak juga memudahkan pembentukan film karena sifat alirannya yang baik.<\/p>\n

 <\/p>\n

(3) Keserbagunaan dan reaktivitas tinggi<\/p>\n

 <\/p>\n

Sejumlah besar gugus fungsi yang ada di ujung poliester bercabang dapat terdiri dari berbagai jenis seperti hidroksil, karboksil, dll., yang dengan sendirinya membuat poliester bercabang cocok untuk aplikasi yang berbeda. Selain itu, sebagian besar gugus fungsi ini memiliki reaktivitas tinggi, dan jenis poliester bercabang banyak yang baru dapat diperoleh dengan memodifikasi dan memodifikasi gugus fungsi terminal ini, yang selanjutnya memperluas aplikasi.<\/p>\n

 <\/p>\n

(4) Kelarutan yang baik<\/p>\n

 <\/p>\n

Poliester linier umumnya sulit larut dalam pelarut tradisional karena berat molekulnya yang umumnya tinggi dan keterikatan rantai molekul yang serius. Untuk poliester bercabang banyak, karena adanya struktur yang sangat bercabang, di bawah berat molekul yang sama, kelarutan dalam pelarut organik meningkat secara signifikan.<\/p>\n

 <\/p>\n

(5) Ketahanan terhadap cuaca yang baik<\/p>\n

 <\/p>\n

Poliester linier tradisional sering kali memiliki sensitivitas air yang kuat, mudah terhidrolisis, dan tahan terhadap cuaca yang buruk karena mudahnya gugus ester dalam rantai molekul terpapar udara. Struktur poliester bercabang banyak dari poliester bercabang banyak dapat menanamkan gugus ester dalam rantai molekul, yang secara efektif mencegah gugus ester bersentuhan langsung dengan uap air di udara, sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya hidrolisis.<\/p>\n

 <\/p>\n

Karena adanya karakteristik ini, penggunaan polimer bercabang banyak dalam sistem poliuretan akrilat yang ditularkan melalui air yang dapat disembuhkan dengan UV dapat secara efektif meningkatkan kandungan ikatan rangkap sistem, sehingga secara efektif meningkatkan laju pengawetan UV, serta sifat mekanis film yang diawetkan; di sisi lain, di bawah kandungan padat yang sama, viskositas sistem dapat dikurangi secara signifikan, yang bermanfaat untuk konstruksi dan menghemat konsumsi energi.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

1.2 Modifikasi bercabang dari poliuretan akrilat yang ditularkan melalui air<\/p>\n

 <\/p>\n

Masih ada banyak laporan tentang resin bercabang banyak yang digunakan dalam sistem UV, dan ulasan oleh Chattopadhyay dan Raju yang diterbitkan dalam Progress in Polymer Science pada tahun 2007 memiliki ringkasan yang bagus. Tetapi aplikasinya dalam sistem pengawetan UV yang ditularkan melalui air masih sedikit dan jarang. Pekerjaan yang dilakukan oleh Profesor Shi Wenfang dari Universitas Sains dan Teknologi China dan mahasiswa doktoralnya, Asif, adalah salah satu perwakilannya.<\/p>\n

 <\/p>\n

Asif dkk. pertama-tama memodifikasi gugus hidroksil terminal dari resin bercabang Boltorn generasi kedua dengan anhidrida suksinat, dan kemudian menambahkan glisidil metakrilat setetes demi setetes ke produk yang dimodifikasi di atas untuk membuat produk dengan struktur asam akrilat di bagian ujungnya, dan kemudian menambahkan glisidil metakrilat ke produk yang dimodifikasi di atas. Sistem poliuretan yang dapat disembuhkan dengan sinar UV diperoleh setelah langkah netralisasi dan dispersi air. Mereka menemukan bahwa semakin tinggi kandungan struktur mirip garam dalam struktur, semakin baik kelarutan dalam air. Menambahkan sedikit air atau meningkatkan suhu dapat membuat viskositas sistem menurun dengan cepat. Selain itu, dengan adanya fotoinisiator, laju curing UV menunjukkan tren peningkatan dengan meningkatnya kandungan gugus akrilik dalam struktur. Asif dkk. juga melakukan modifikasi serupa pada poliester bercabang banyak yang disintesis, dan menemukan bahwa viskositas sistem WPUA dengan struktur bercabang banyak jauh lebih rendah dibandingkan dengan produk poliuretan linier komersial EB 2002. Kepadatan ikatan silang dan stabilitas termal memiliki pengaruh yang besar.<\/p>\n

 <\/p>\n

Dalam sistem pelapisan UV curing waterborne, photoinisiator umumnya larut dalam minyak dan memiliki kompatibilitas yang buruk dengan sistem yang ditularkan melalui air, sehingga menghasilkan kecepatan curing yang rendah dan efek curing yang buruk. Di sisi lain, fotoinisiator molekul kecil seringkali tidak sepenuhnya dikonsumsi selama proses pengawetan, dan akan tetap berada dalam film yang diawetkan atau berpindah ke permukaan film yang diawetkan, yang mempengaruhi sifat mekaniknya. Untuk tujuan ini, Chen Mengru dkk. mencangkokkan gugus akrilil, gugus karboksil, dan gugus fotosensitif pada ujung poliester bercabang banyak melalui metode modifikasi kimiawi untuk mendapatkan poliester bercabang banyak berbasis air yang dapat disembuhkan dengan sinar UV yang mengandung gugus fotosensitif. Sistem agen dibandingkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem tersebut dapat bertindak sebagai inisiator makromolekul untuk menginisiasi dan menyembuhkan lapisan yang mengandung air tanpa penambahan inisiator foto, dan efek inisiasi lebih baik daripada lapisan yang mengandung air yang dapat disembuhkan dengan UV dengan inisiator molekul kecil.<\/p>\n

 <\/p>\n

2 Aplikasi poliuretan akrilat yang ditularkan melalui air bercabang banyak<\/p>\n

 <\/p>\n

2.1 Resin fotosensitif pencetakan 3D yang dapat menyembuhkan cahaya<\/p>\n

 <\/p>\n

Resin fotosensitif untuk pencetakan 3D curing ringan perlu disemprotkan pada suhu tinggi dan diawetkan pada suhu kamar, dan memiliki persyaratan tertentu untuk viskositas. Selain itu, resin harus memiliki volatilitas rendah, pengaliran dan reologi yang baik, tidak ada sedimentasi, fenomena pemblokiran, pengawetan. Setelah itu, resin diharuskan memiliki presisi tinggi dan sifat mekanik yang baik. Oleh karena itu, sangat penting bagi perkembangan teknologi pencetakan 3D untuk memanfaatkan sepenuhnya karakteristik berbagai resin fotosensitif, menguasai sifat-sifat resin, dan meningkatkan kinerja produk pencetakan 3D dengan memodifikasi resin.<\/p>\n

 <\/p>\n

Resin fotosensitif yang berbeda, memiliki sifat yang berbeda dan rentang aplikasi yang berbeda. Sebelum digunakan, perlu dipertimbangkan secara komprehensif, apakah sifat resin fotosensitif (seperti viskositas, penyusutan, kekerasan, stabilitas kimiawi, dll.) cocok untuk teknologi pencetakan 3D. Untuk kekurangannya, cobalah memodifikasinya dengan metode fisik atau kimiawi agar sesuai untuk pencetakan 3D. Performa produk tidak terpengaruh secara signifikan. Saat ini, masih banyak ruang penelitian dan pengembangan untuk modifikasi resin fotosensitif. Selain itu, beberapa resin fotosensitif mungkin memiliki lebih dari satu metode sintesis, dan metode sintesis yang paling sesuai harus dipilih berdasarkan faktor-faktor seperti konsumsi energi, harga, perlindungan lingkungan, kelayakan, dan kondisi operasi aktual.<\/p>\n

 <\/p>\n

Poliuretan akrilat memiliki fleksibilitas yang baik, ketahanan aus yang tinggi, daya rekat yang kuat dan sifat optik yang baik, tetapi kinerja komprehensif poliuretan akrilat berbasis air yang digunakan untuk menghasilkan produk ramah lingkungan tidak ideal, yang memengaruhi skala penggunaannya, stabilitas pewarnaan resin, viskositas, Kekuatan, kekerasan, hidrofobisitas, hidrofilisitas, stabilitas termal, dll. Semuanya perlu ditingkatkan dengan memodifikasi struktur molekul. Modifikasi poliuretan akrilat berbasis air yang bercabang banyak dapat secara signifikan mengurangi viskositas dan tegangan permukaan resin, meningkatkan kelarutan, kinerja pembentukan film, fleksibilitas suhu rendah dari resin, mengurangi penerapan pengencer organik, dan bermanfaat bagi perlindungan lingkungan. Meningkatkan penerapan resin fotosensitif uretan akrilat yang ditularkan melalui air dalam pencetakan 3D sangat penting untuk modifikasi bercabang dari resin fotosensitif uretan akrilat yang ditularkan melalui air.<\/p>\n

 <\/p>\n

Penelitian mengenai resin fotosensitif untuk pencetakan 3D fotokopi di dalam dan luar negeri, terutama difokuskan pada:<\/p>\n