【摘 要】
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以环氧树脂(EP51)为基体,乙炔炭黑(ACB)和镍粉(Ni)为填料,聚醚多元醇(PPG)为增韧剂共混制成打印墨水,利用直写3D打印机制备Ni-ACB/EP51复合材料。通过流变仪、直写3D打印机对墨水的流变性能和可打印性进行表征;通过拉力实验机(UTM)、扫描电镜(SEM)、动态热机械分析仪(DMA)、差示扫描量热仪(DSC)对材料力学性能、微观形貌、动态力学性能、差热性能和形状记忆效应进行表征
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(11972199,12072167); 浙江省自然科学基金重点项目(LZ22A020001); 宁波市自然科学基金项目(2019A610132);
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以环氧树脂(EP51)为基体,乙炔炭黑(ACB)和镍粉(Ni)为填料,聚醚多元醇(PPG)为增韧剂共混制成打印墨水,利用直写3D打印机制备Ni-ACB/EP51复合材料。通过流变仪、直写3D打印机对墨水的流变性能和可打印性进行表征;通过拉力实验机(UTM)、扫描电镜(SEM)、动态热机械分析仪(DMA)、差示扫描量热仪(DSC)对材料力学性能、微观形貌、动态力学性能、差热性能和形状记忆效应进行表征,探究了填料含量对墨水和材料性能的影响。结果表明,ACB含量达到12%时,墨水具有良好的可打印性;当Ni粉含量达到16%时,打印针头堵塞造成打印不连续、不均匀。固化后生成的“海岛”增韧结构使材料拉伸强度明显提高(60MPa以上)。随着Ni粉含量增加,对拉伸强度的影响由促进变为削弱。当Ni粉含量从6%增加至14%,形状固定率(Rf)从99.4%降至94.2%。在300kHz交变磁场作用下,形状发生回复,Ni粉含量增加使形状回复率(Rr)和回复速率升高,Rr从94.8%提升至99.1%,回复时间从39 s缩短至17 s。Ni-ACB/EP51复合材料具有较好的形状记忆性能,在空间可展开结构、驱动器及4D打印等方面有一定的应用前景。
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