聚合誘導微相分離對3D打印材料進行納米到宏觀的控制

來源：高分子能源


雖然 3D 打印可以輕松控制物體的宏觀結(jié)構，但控制 3D 打印材料的納米結(jié)構的報道很少。在這里，我們報告了一種高效且通用的工藝，用于制造具有受控納米級結(jié)構特征的 3D 打印材料。這種方法使用含有大分子鏈轉(zhuǎn)移劑 (macroCTAs) 的樹脂，這些樹脂在光誘導 3D 打印過程中會發(fā)生微相分離，從而形成納米結(jié)構材料。通過改變macroCTA的鏈長，我們展示了對 微相分離行為 的高度 控制 ，從而產(chǎn)生具有 可控納米級尺寸和形態(tài)的材料 。重要的是，3D 打印物體的整體機械性能與其形態(tài)相關；從 離散的球狀域過渡到互穿域會導致機械性能顯著提高 ，這歸因于軟域和硬域之間的界面相互作用增加。總體而言，這項工作的發(fā)現(xiàn)能夠簡化具有嚴格可控納米結(jié)構的材料的生產(chǎn)，以實現(xiàn)廣泛的潛在應用。

△RAFT 介導的 PIMS 的 3D 打印材料。


△PBA-CTA 鏈長對聚合動力學的影響


△PBA-CTA 聚合度 ( Xn ) 和 PBA - CTA 負載量 (wt%) 對 3D 打印材料表面形態(tài)的依賴性。


△使用 PIMS 樹脂 3D 打印的材料的 SAXS 數(shù)據(jù)。


△使用不同 PBA-CTA X n和 PBA-CTA wt% 進行 3D 打印的樣品的整體機械（拉伸）性能。


△復雜結(jié)構的 3D 打印

論文題目：通過聚合誘導微相分離對 3D 打印材料進行納米到宏觀尺度的控制
通訊作者：Jin Zhang， Nathaniel Corrigan
通訊單位：新南威爾士大學