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在 3D 列印 FDM 技術方面, PLA 一直是使用比較廣泛的材料。不過,一種基於木質素的材料或許將會很快進入市場。
據了解,木質素是一種廣泛存在於植物體中的無定形的、分子結構中含有氧代苯丙醇或其衍生物機構單元的芳香性高聚合物。美國橡樹嶺國家實驗室( ORNL )的科學家們發現,將木質素與尼龍混合後製作的材料,可以在 FDM 3D 列印機上進行列印。
項目負責人阿密特表示,尋找木質素的新用途可以提高其整個生物精煉過程的經濟性。常規而言,木質素不具備 ABS 和 PLA 等熱塑性材料良好的熔融特性,在加熱時會變得黏稠而難於擠出。但是,當與尼龍材料結合時,木質素的熔體黏度會急劇下降。這種木質素-尼龍復合材料的拉伸度與單獨的尼龍相似,但黏度低於 ABS 材料。研究人員在顯微鏡下發現,尼龍對復合材料具有潤滑及塑化的作用。
他們的樣品含有高達 50% 重量的木質素,這也是有機聚合物實驗領域的一項記錄。隨後,研究人員將碳纖維添加到復合材料中,改善其加熱特性,提高列印速度,使部件更加堅固。目前,木質素 – 尼龍復合材料正在申請專利,但樣品上的列印質量表明其還有很多需要提高的地方。
ORNL 在材料特徵及合成方面擁有較強的能力,相信他們一定可以成功,在 3D 列印領域研發出創新性的可再生復合材料。