3D打印用环氧丙烯酸酯的设计及其光固化动力学的研究.pdf

本 科 毕 业 设 计（论 文） 学院(部) 材料与化学化工学部 题 目 3D 打印用环氧丙烯酸酯的设计 及其光固化动力学的研究 年 级 2014 专业 高分子材料与工程 班 级 材化14 高分子材料 学号 1409404128 姓 名 高奕 指导老师 梁国正 职称 教授 论文提交日期 2018 年5 月19 日 苏州大学本科生毕业设计 目录 摘要 1 Abstract 2 第一章 绪论 3 1.1 光固化快速成型技术 3 1.1.1 光固化快速成型工作原理 3 1.1.2 光固化快速成型树脂 4 1.1.3 光固化反应机理 7 1.2 交联反应模拟理论 9 1.2.1 交联反应 9 1.2.2 交联理论 10 1.3 可逆加成-断裂链转移聚合 13 1.3.1 RAFT 聚合体系 13 1.3.2 RAFT 聚合机理 14 1.3.3 端基功能化聚合物制备 15 1.4 课题研究思路 16 第二章 基于反应动力学的三维打印预览功能开发 17 2.1 研究背景 17 2.2 模型及方法 17 2.2.1 模型准备 19 2.2.2 计算方法 21 2.2.3 实验试剂及仪器 23 2.2.4 参数测量及分析方法 24 2.3 结果与讨论 28 2.3.1 模拟可行性验证 29 2.3.2 参数优化与设置 31 2.3.3 光强动态调节 37 2.4 小结 39 苏州大学本科生毕业设计 第三章 合成快速固化光敏树脂的初步研究 40 3.1 研究背景 40 3.2 原料及测试仪器 40 3.2.1 原料 40 3.2.2 主要测试 41 3.3 实验部分 41 3.3.1 环氧丙烯酸酯预聚体的合成路线 41 3.3.2 环氧丙烯酸酯的粘度改性 42 3.3.3 RAFT 试剂的合成 43 3.3.4 预聚物聚合 44 3.4 结果与讨论 44 3.5 小结 47 第四章 结论 48 4.1 结论 48 4.2 创新点与展望 48 参考文献 49 致谢 54 苏州大学本科生毕业设计 摘要 3D 打印是一种迅速发展的快速成型技术。随着各种光固化树脂以及光引发剂的 迅速发展，其多样性使得 3D 打印过程变得复杂。本文基于光固化动力学与反应条 件，首次提出一种模拟逐层光固化 3D 打印的计算方法，并以环氧丙烯酸树脂为例， 展示打印预览的输入参数测试过程，以此获得不同类型光固化树脂耗材在不同打印设 置下制件打印效果预览。将不同质量分数的树脂-引发剂体系置于不同光强下进行紫 外光固化实验，开发模拟程序并根据实验对计算结果进行验证。考虑到实际打印环境， 采用包含氧阻聚的动力学模型。实验采用原位傅里叶变换红外光谱中所测得活性官能 团光吸收随时间变化作为动力学参数拟合输入的原始数据，并结合紫外光谱测试可得