將廢棄塑料用作3D打印耗材的科研取得進(jìn)展

來源：《中國質(zhì)量萬里行》雜志社

我國是塑料生產(chǎn)和消耗大國，塑料產(chǎn)量逐年遞增。塑料制品因其具有成本低、質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕、加工方便、高絕緣和美觀實用等優(yōu)點，在各行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。工信部數(shù)據(jù)顯示，2019年，全國塑料制品產(chǎn)量達(dá)到8184.2萬噸。但是由于塑料制品易老化、易破損、難于自然降解，它所造成的環(huán)境污染亦日趨嚴(yán)重，因此，廢舊塑料的處理和回收再利用成為全球性的問題。

3D打印是近年來蓬勃發(fā)展的新興高科技技術(shù)，每年需要大量耗材。市場上常見的3D打印耗材是聚合物與金屬。金屬類別耗材不如聚合物復(fù)雜，主要是金屬粉末;而聚合物耗材可進(jìn)一步分為熱塑性塑料與熱固性塑料，可用于打印從購物袋到汽車零部件到樂高積木等商品。因此，將廢舊塑料回收制成3D打印聚合物耗材，不但能夠為廢棄塑料回收提供一個新穎途徑，同時產(chǎn)生較高的經(jīng)濟價值。本項目組針對廢舊塑料用作3D打印耗材墨水開展研究，使用自行設(shè)計的打印機，將廢舊塑料打印成形貌良好的組件，實現(xiàn)廢舊塑料的再生利用。本項目打印精度可以達(dá)到0.2mm，成絲均勻，結(jié)構(gòu)致密，與使用現(xiàn)有市場耗材打印出的物件各項性能基本相當(dāng)。

在化生學(xué)院張?zhí)鹄蠋煹闹笇?dǎo)下，武漢理工大學(xué)化學(xué)化工與生命科學(xué)學(xué)院、自動化學(xué)院、航海學(xué)院、材料學(xué)院管理學(xué)院的孫洪博，郭靖，周文豪，吳睿鑫，李玉春，姚茂嘉，趙子懿7位本科生廣泛查閱文獻(xiàn)，了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，已探索出一種以廢棄塑料為原料，直接省略原料擠出的中間步驟，可直接作為打印墨水進(jìn)行打印制作3D打印產(chǎn)品的方法，并且產(chǎn)品的熔融速率、拉伸強度、沖擊強度等數(shù)據(jù)均符合3D市面上3D打印飾品的要求，取得階段性成果。

制備工藝無需添加其他化工原料，降低現(xiàn)有3D打印原料的成本;并且生產(chǎn)過程中。無有毒有害化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生，避免了生產(chǎn)的二次污染。該成果已于2019年11月20日申請了國家發(fā)明專利(一種以廢棄塑料粉末及枯葉粉末混合物為耗材的環(huán)保型3D打印機。申請?zhí)枺?01911139865.5 申請日：2019年11月20日)

目前，該小組成員正在著手完善作品，提高該作品完整性。

以上是該節(jié)能減排競賽小組的階段性成果，他們將于2020年6月參加全國大學(xué)生節(jié)能減排與科技競賽武漢理工大學(xué)校賽

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