混合PLA和PBS可创建更好的3D打印材料

在题为“用于熔融沉积建模3D打印的聚（丁二酸丁二醇酯）／聚丙交酯共混物的制备和表征”的论文中，研究人员讨论了他们如何开发出一种具有高强度和韧性的用于FDM 3D打印机的新型可生物降解材料。将一系列聚（丁二酸丁二醇酯）（PBS）基聚合物材料与PLA共混，PLA是一种流行且有效的3D打印材料，具有极低的断裂伸长率，因此需要开发更好、更具延展性的材料。PBS是一种半结晶脂族聚合物，具有优异的加工性、热稳定性和生物降解性。此外，它还具有高延展性并且具有相对低的熔点。

研究人员指出：“目前很少有关于使用PBS进行3D打印的已发表研究，一个原因是其低熔体强度使得在挤出时难以连续形成单丝，这使得打印失败一半。而且，冷却过程中相对大的体积收缩引起的变形可能在结晶后发生，从而导致产品缺陷。因此，对于解决上述缺点并使材料适合于FDM 3D打印，PBS的改性是非常必要的。”

混合这两种材料可以结合它们的优点并弥补它们的弱点。研究人员制备了具有不同成分的PBS ／ PLA混合物，目的是验证它们对3D打印的适用性。研究人员研究了共混物的流变性、热性能和机械性能，并用其3D打印了不同的样品，以评估它们对FDM 3D打印技术的适用性，还评估了3D打印样品中的层间粘合强度。

据研究人员称，这些混合物都表现出优异的加工性能，可以挤出成1．75直径的长丝。

“随着PBS含量的增加，混合物的断裂伸长率和冲击强度出现，”研究人员称。“然而，由于共混物中较高的结晶度导致较大的体积收缩，打印条的变形增加。此外，由于熔体粘度降低，层间粘合强度提高。当共混物中的PLA含量不小于40wt％时，FDM 3D打印可以平稳地进行，在室温下既没有可观察到的变形也没有从平台上脱离。考虑到材料的韧性，打印条的变形和层间粘合强度，PBS60 ／ PLA40和PBS40 ／ PLA60是最佳的共混组合物。”

具有多孔结构的模型可以使用PBS60 ／ PLA40和PBS40 ／ PLA60材料成功地3D打印，并且能获得良好的尺寸精度和光泽的外观。与商业3D打印材料相比，这些混合物还具有高刚度和优异的延展性。

“此外，由于打印温度相对较低且无需加热支撑平台，这些材料有助于满足节能和环保要求，”研究人员总结道。“因此，具有珍珠般的光泽和良好的机械性能以及尺寸精度，生物基PBS ／ PLA共混物是用于生产FDM 3D打印材料的新型有前景的材料，可以应用于许多领域，特别是用于建筑设计。”

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