ORNL研究人員開發(fā)出新的木質(zhì)素-尼龍復(fù)合3D打印材料

近年來，PLA（聚乳酸）在3D打印領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。2018年12月24日，南極熊從外媒獲悉，一個(gè)新進(jìn)入者很快就會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)：木質(zhì)素。木質(zhì)素存在于維管植物的細(xì)胞壁中，是一種復(fù)雜的有機(jī)聚合物，賦予木材和樹皮剛性。美國(guó)能源部橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，將木質(zhì)素與尼龍混合后，可以在FDM（熔融沉積造型）3D打印機(jī)上進(jìn)行打印。

木質(zhì)素是從生物質(zhì)中提取燃料和化學(xué)品過程的副產(chǎn)品，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Amit Naskar指出，“尋找木質(zhì)素的新用途可以提高木質(zhì)素整個(gè)生物精煉過程的經(jīng)濟(jì)性�！�

木質(zhì)素不具備ABS和PLA等流行的熱塑性塑料的良好熔融特性;加熱時(shí)會(huì)變得更粘稠，難于擠出。然而，當(dāng)與尼龍結(jié)合時(shí)，木質(zhì)素的熔體粘度急劇下降。木質(zhì)素 - 尼龍復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度與單獨(dú)的尼龍相似，但粘度低于ABS。通過高級(jí)顯微鏡，研究人員發(fā)現(xiàn)添加尼龍“似乎對(duì)復(fù)合材料具有潤(rùn)滑或塑化作用”。

他們的樣品含有高達(dá)50％重量的木質(zhì)素，這是有機(jī)聚合物實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的一項(xiàng)記錄。隨后將碳纖維添加到復(fù)合材料中，改善其加熱特性，提高打印速度，并使部件更堅(jiān)固。木質(zhì)素 - 尼龍復(fù)合材料正在申請(qǐng)專利，但樣品上的打印質(zhì)量表明需要調(diào)整設(shè)置或復(fù)合材料在批量生產(chǎn)之前需要更加細(xì)化。

能源實(shí)驗(yàn)室副主任Moe Khaleel說“ORNL在材料表征和合成方面擁有世界級(jí)能力，可以將木質(zhì)素等副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為工業(yè)創(chuàng)造潛在的新收入來源，以及為先進(jìn)制造創(chuàng)造新型可再生復(fù)合材料”。

編譯自：3ders