Nanocomposites: impression 3D SLA avec des élastomères d'oxyde de graphène

Nanocomposites: impression 3D SLA avec des élastomères d'oxyde de graphène

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Les composites continuent de gagner en popularité, donnant aux matériaux une impulsion supplémentaire qui peut permettre à un chercheur ou à un utilisateur de n'importe quel niveau de créer des pièces ou des prototypes réussis.

Les élastomères, plastiques présentant un comportement viscoélastique, englobent une large gamme de produits chimiques, notamment:

Fluorure de polyvinylidène (PVDF) Polyuréthanes Caoutchouc styrène-butadiène Latex de caoutchouc naturel Caoutchouc naturel

L'élastomère d'oxyde de graphène (GO) a été développé dans diverses recherches ces dernières années, combiné à travers:

Mélange à l'état fondu Liaison solution / latex Polymérisation in situ Traitement du film

Les élastomères modifiés ont démontré des propriétés mécaniques supérieures à celles des élastomères purs, mais leur création pose des

« Il existe quelques rapports détaillant le mariage entre les revêtements GO et les élastomères imprimés en 3D, ce qui donne une application pratique », indiquent les chercheurs. « Cependant, aucun d’entre eux n’implique l’impression 3D directe de composites élastomères GO / commerciaux. »

Il y a encore une courbe d'apprentissage pour la plupart des équipes de recherche: un solvant approprié pour la dispersion GO doit être choisi. Il peut y avoir des prétraitements requis pour la résine. Et, des rapports plus importants sont nécessaires concernant l'impression 3D avec de tels composites dans SLA.

Pour cette étude, l'approche SLA ascendante a été utilisée, et une fois les pièces séchées, elles ont été durcies avec un éclairage UV. Par la suite, les chercheurs ont terminé les échantillons avec un polissage.

« A titre de comparaison, deux structures 3D en résine pure ont également été préparées, l’une d’entre elles ne contenant pas de GO et pas d’étapes de prétraitement, tandis qu’une autre ne contenant pas de GO mais a ensuite été traitée avec du chloroforme avec les étapes similaires au traitement du mélange GO / résine comme mentionnés ci-dessus », ont expliqué les auteurs.

«La contrainte de traction a été calculée comme la force mesurée normalisée à la section transversale de l’échantillon, tandis que la contrainte appliquée a été mesurée comme le déplacement normalisé à la longueur de jauge de l’échantillon. Le module de Young a été calculé comme la pente de la courbe contrainte-déformation normalisée en utilisant une régression linéaire de la région linéaire de la courbe. « 

Image numérique de la structure 3D à partir de polymère pur et de nanocomposite flexible GO / Formlabs avec différentes concentrations de GO: (a) 0% en poids de GO; (b) 0% en poids de GO après évaporation du CH3Cl; (c) 0,1% en poids de GO; (d) 0,2% en poids de GO; (e) 0,3% en poids GO.

Alors que les blocs imprimés en 3D ont été créés avec des résines flexibles semi-transparentes avec un contenu GO différent, les nanocomposites polymères imprimés SLA modifiés GO ont changé en une couleur vert foncé lorsque la résine a été combinée avec du GO brut.

Image TEM de 0,1% en poids de gel brut GO / MA (barre d'échelle: (a) 0,5

images a) et b) MET de GO brut dispersé dans du chloroforme sous différents grossissements; (c, d) images SEM correspondantes (barre d'échelle: (a) 0,2

«Malgré l’incorporation réussie de GO, la résistance mécanique et la rigidité (module de Young), ainsi que l’allongement du polymère résultant ont diminué avec l’ajout de GO. Les propriétés thermiques ont également été affectées par l’augmentation du contenu GO basé sur les résultats DSC et TGA », ont conclu les chercheurs. «Il a été proposé que la dispersion non uniforme de GO dans la résine SLA, provoquant une grande agglomération de GO dans les composites imprimés en 3D, puisse modifier de manière significative les propriétés mécaniques et thermiques des nanocomposites résultants.

« D’autres recherches approfondies sur les approches efficaces pour obtenir des dispersions GO uniformes dans les résines SLA, ainsi que le traitement de recuit des nanocomposites GO / élastomère pour des améliorations mécaniques et thermiques ont été proposées pour le développement futur d’élastomères nanocomposites imprimés en 3D. »

Les composites sont un objectif commun dans de nombreuses études de recherche aujourd'hui, car les utilisateurs exigent une plus grande fonctionnalité

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