一种将菠萝叶纤维废料回收成线材用于 3D 打印的方法
【蜂耘网 3D打印】近日,一个国际研究小组的最新研究表明,菠萝叶纤维(PALF)可用于增强聚乳酸(PLA)。他们测试了两种类型的PALF(生的和碱处理的)与聚乳酸的结合,结果显示前者的延展性更好,后者的拉伸强度更好。然而,两者都比单独的PLA材料性能有所改进。这可能对使用植物废料的3D打印有很大影响。
相关研究成果以题为:“Comprehensive characterizationof raw and treated pineapple leaf fiber/polylactic acid green compositesmanufactured by 3D printing technique”发表在《PolymerComposites》上。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pc.26906
聚乳酸(PLA)是一种热塑性聚合物,是3D打印中最广泛使用的塑料长丝材料。它的部分生物可降解性、良好的热稳定性和易于加工的特点使它成为许多行业的热门选择。因此,任何改善其特性的方法都很重要。
△研究人员正在研究菠萝废料是否可以与聚乳酸结合,以制造更强大但仍可生物降解的长丝
(图片来源:David Adam Kess, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons)。
研究过程
研究人员是一个国际团队,由印度的科学家Mansingh博士、马来西亚的JS Binoj博士和新加坡的Eugene Wong副教授领导。为了开始他们对植物材料和3D打印的研究,他们取了两个PALF的样品。一个未作处理,另一个用不同重量百分比的碱处理。然后分别与PLA进行组合测试,然后在FDM工艺中进行挤压。他们使用Ultimaker 3进行这一步骤。为了评估产品的新特性,他们进行了一些测试。这些测试包括红外光谱、检查杂质的显微镜和检查热稳定性的热分析(质量如何随着温度的变化而变化)。
△碱性处理的PALF原料的准备过程示意图
△加工PALF/PLA混合物。(A) 实现PALF/PLA均匀混合物的准备步骤;(B) PALF和PLA的混合物
他们发现,未经处理或未加工的PALF的断裂伸长率比碱处理的高,意味着延展性更好。然而,3wt%的碱处理PALF强化物表现出最大的拉伸和弯曲特性,因此被认为是最佳条件。这两种加固材料都比单独的PLA有所改进。这表明,植物废料实际上可以用于3D打印,以改善材料的特性和功能。
△制造复合材料部件的3D打印工艺示意图
如果这个实验一开始可能看起来很抽象和理论化,事实上它可能对未来的3D打印产生影响。这个行业一直在努力做两件事:优化材料以获得性能更好的产品,以及提高可持续性。使用可生物降解的植物材料来改进用于3D打印的聚乳酸可能就是答案;特别是当这种材料像菠萝纤维一样容易获得且价格低廉的时候。这并不是第一次将植物材料用于3D打印。例如,奥地利公司Extruder最近创造了一系列名为GreenTec和Biofusion的生物责任丝,意大利公司WASP与迪奥合作,使用生态友好材料开了一家便捷商店。
(蜂耘3D打印网 责任编辑:似也)
近日,一个国际研究小组的最新研究表明,菠萝叶纤维(PALF)可用于增强聚乳酸(PLA)。他们测试了两种类型的PALF(生的和碱处理的)与聚乳酸的结合,结果显示前者的延展性更好,后者的拉伸强度更好。然而,两者都比单独的PLA材料性能有所改进。这可能对使用植物废料的3D打印有很大影响。
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