基于光聚合技術(shù)的3D打印是綠色、快速且具有突出時(shí)空控制性的增材制造方法。近幾年,基于光引發(fā)可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移 (RAFT) 聚合的3D打印正在成為一種新穎的可制備“活性”材料的方法。該方法所制備材料中聚合物鏈含有活性末端,可進(jìn)一步進(jìn)行材料后修飾及功能化,在制備刺激響應(yīng)性、自修復(fù)等各種功能材料領(lǐng)域體現(xiàn)出重大潛在應(yīng)用。然而,已有體系通常使用三硫代酯型RAFT試劑,聚合速率較慢,往往需要加入額外的光催化劑或引發(fā)劑,增加了成本且可能為材料帶來(lái)一定毒性。
圖 1 A) EXEP 和 TTC-1 的 斷裂鍵能BDE; B) 電子自旋捕獲實(shí)驗(yàn)機(jī)理; C) DMPO 與 EXEP 和 TTC-1 在光照射20 s (λ = 325–480 nm) 下的 ESR 光譜
圖2 A) DLP-3D打印示意圖; B) 聚合機(jī)理以及所使用到的打印單體和RAFT試劑; C) 不同單體在EXEP存在下光聚合的轉(zhuǎn)化率時(shí)間曲線; D) 不同單體/EXEP比例光聚合的轉(zhuǎn)化率時(shí)間曲線; E) 不同RAFT試劑存在下PEGDA200光聚合的轉(zhuǎn)化率時(shí)間曲線
由于所打印材料中聚合物鏈含有EXEP結(jié)構(gòu)的端基,可以通過(guò)光引發(fā)聚合的方式在材料表面進(jìn)一步修飾其它單體;谶@一點(diǎn),作者成功實(shí)現(xiàn)了聚合物焊接的應(yīng)用(圖3A, B)。通過(guò)在聚合物樣條斷裂面涂抹上單體,再次利用405nm光照即可實(shí)現(xiàn)斷裂樣條的焊接,焊接完的樣條仍具有可觀的力學(xué)強(qiáng)度(圖3C, D)。最后,作者將該方法成功地運(yùn)用到商業(yè)化的基于數(shù)字光處理(DLP)技術(shù)的 3D打印機(jī)中,實(shí)現(xiàn)了不同形狀結(jié)構(gòu)物體的3D打印和焊接(圖4),為制造新型功能材料提供了方便的途徑。
圖3 A) 聚合物樣條焊接機(jī)理; B) 聚合物樣條焊接過(guò)程; C) 原始樣條以及焊接樣條拉伸曲線; D) 焊接樣條支撐500 g 重物
圖 4 3D打印及焊接
該工作是團(tuán)隊(duì)近期關(guān)于光引發(fā)可控聚合在3D打印中應(yīng)用的進(jìn)展之一。近年來(lái),該團(tuán)隊(duì)在光引發(fā)自由基/陽(yáng)離子聚合領(lǐng)域開展了系列工作(Chem. Commun., 2019, 55, 7045; ACS Macro Lett., 2020, 9, 1799; ACS Macro Lett., 2021, 10, 570; Macromolecules, 2021, 54, 6502; Angew. Chem. 2021, 133, 19857; ACS Macro Lett., 2021, 10, 1315; ACS Macro Lett., 2022, 11, 230; Chem. Eng. J. 2022, 134828)
原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.1c00555
- 廣東工業(yè)大學(xué)譚劍波-張力課題組 Macromolecules:可規(guī);苽鋯畏稚⒈砻婀δ芫酆衔镂⑶虻男路椒 2023-09-20
- 廣東工業(yè)大學(xué)譚劍波-張力課題組《Macromolecules》: 結(jié)合綠光激活RAFT聚合和RAFT分散聚合制備接枝共聚物組裝體 2022-10-09
- 廣東工業(yè)大學(xué)張力-譚劍波課題組《ACS Macro Lett.》:ω, ω-雙異功能大分子RAFT試劑調(diào)控的非均相RAFT聚合 2022-07-15
- 國(guó)科大杭州高等研究院王杰平團(tuán)隊(duì)誠(chéng)聘博士后 - 3D打印、材料化學(xué)、環(huán)境化學(xué)等方向 2025-04-22
- 中國(guó)林科院林化所儲(chǔ)富祥/王基夫 AFM:新型木質(zhì)素基低遷移率的大分子光引發(fā)劑-以制備疏水性深共晶凝膠作為水下膠黏劑和傳感器 2024-10-03
- 蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院鮑寅寅研究員 MRC 綜述:3D打印光引發(fā)劑的研究趨勢(shì)分析 2022-05-29
- 蘇州大學(xué)朱健教授團(tuán)隊(duì)《Small》:基于自由基促進(jìn)的陽(yáng)離子RAFT聚合實(shí)現(xiàn)快速活性3D打印 2023-02-01
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

- 新政·AI智控·增效三重賦能...
- 2025重慶橡塑展亮點(diǎn)劇透,行...
- 國(guó)產(chǎn)替代加速,跨國(guó)巨頭云集...
- 2025涂料原料選料大會(huì)
- 市場(chǎng)破300億!PMEC China 色...
- 搶先注冊(cè)!2025年西部橡塑展...
- “碼”上參觀預(yù)登記,好禮拿...
- 聚合物發(fā)泡行業(yè)技術(shù)培訓(xùn)(第...
- 《塑料改性及加工技術(shù)要領(lǐng)》...
- 中國(guó)生命科學(xué)“36%增速”密...
- 關(guān)于舉辦第六屆中國(guó)實(shí)驗(yàn)室發(fā)...