弗吉尼亞理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)使用直接書(shū)寫(xiě)成功3D打印Kapton

△毫米級(jí)的3D打印模型結(jié)構(gòu)

弗吉尼亞理工大學(xué)的兩個(gè)研究小組開(kāi)發(fā)了一種3D打印 4,4'-氧二亞苯基 - 均苯四甲酰亞胺（4,4'-oxydiphenylene-pyromellitimide） 的方法，也稱為Kapton。 Kapton用于太空和3D打印機(jī)的原因是它在-269到400°C的寬溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。由于其低釋氣率和低溫下的高導(dǎo)熱性，它在真空環(huán)境中形成了良好的熱和電絕緣體。

Kapton存在于許多電子產(chǎn)品中，從電視到智能手機(jī)，也是柔性印刷電路和熱毯的理想選擇。但是它難以制造，至少在任何不是薄膜的格式中都是如此。令人驚嘆的熱性能來(lái)自全芳烴分子結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)到目前為止只能用片材生產(chǎn)。該新工藝涉及在含有可光交聯(lián)的丙烯酸酯基團(tuán)的可溶性前驅(qū)體聚合物上使用掩模 - 投影立體光刻（SLA），其使得光誘導(dǎo)的化學(xué)交聯(lián)能夠進(jìn)行空間控制。然后對(duì)3D打印品進(jìn)行熱處理，以將交聯(lián)的前驅(qū)體聚合物轉(zhuǎn)化為Kapton。

Timothy Long教授是弗吉尼亞理工大學(xué)大分子創(chuàng)新研究所（MII）主任，他與博士后研究員Maruti Hegde是首批發(fā)現(xiàn)之一。他們和他們的研究生團(tuán)隊(duì)一起開(kāi)發(fā)了第一個(gè)聚合物合成設(shè)計(jì)，使聚酰亞胺可以進(jìn)行3D打印�！拔覀冞x擇了一種相當(dāng)普遍的高溫和高強(qiáng)度聚合物 ，因?yàn)槲覀兿Ｍ�能夠�(qū)ΜF(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生快速影響，”Long說(shuō)。

為了完善3D打印工藝，該項(xiàng)目隨后轉(zhuǎn)移到了Christopher Williams實(shí)驗(yàn)室的博士生Viswanath Meenakshisundaram和Nicholas Chartrain手中。Williams解釋說(shuō)，“現(xiàn)在我們可以3D打印這些材料，我們可以開(kāi)始設(shè)計(jì)并將它們打印成更復(fù)雜的3D形狀，這使我們能夠在更廣泛的應(yīng)用范圍內(nèi)利用它們的優(yōu)異性能�！彼麄兡軌虍a(chǎn)生一個(gè)非常小的棋子和格子結(jié)構(gòu)，展示了可能的設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

經(jīng)過(guò)一年的材料在極熱和極冷下的性能測(cè)試，他們的工作發(fā)表在Advanced Materials Journal上。 正如威廉姆斯所指出的那樣，這一突破將有助于創(chuàng)造更多定制解決方案，“我們可以想象這被用于打印衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，用作高溫過(guò)濾器或高溫流動(dòng)噴嘴。”


論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201701240

編譯自：3ders