新型環(huán)保生物基聚氨酯小分子量聚醚在3D打印和增材制造領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用
各位朋友,各位同仁,大家上午好!
今天,非常榮幸能站在這里,和大家聊聊一個(gè)既充滿希望又蘊(yùn)藏?zé)o限可能的領(lǐng)域——新型環(huán)保生物基聚氨酯小分子量聚醚在3D打印和增材制造領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。
提起3D打印,相信大家都不陌生。它就像科幻電影里的“復(fù)制機(jī)”,只要有設(shè)計(jì)圖,就能一層層地“打印”出實(shí)物,簡(jiǎn)直是化腐朽為神奇。而增材制造,實(shí)際上是3D打印更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)名稱,它強(qiáng)調(diào)的是材料逐層累加的制造過(guò)程。
那么,今天我們要聊的“主角”——新型環(huán)保生物基聚氨酯小分子量聚醚,又是什么來(lái)頭呢?別著急,且聽(tīng)我慢慢道來(lái)。
一、聚氨酯:材料界的“百變金剛”
首先,咱們得認(rèn)識(shí)一下聚氨酯。這可不是一種簡(jiǎn)單的材料,它簡(jiǎn)直是材料界的“百變金剛”,可以根據(jù)不同的配方和工藝,變身為彈性體、泡沫、涂料、粘合劑等等。我們?nèi)粘I钪谐R?jiàn)的沙發(fā)、床墊、保溫材料、運(yùn)動(dòng)鞋底,甚至汽車內(nèi)飾,都可能用到聚氨酯。
聚氨酯之所以如此神通廣大,是因?yàn)樗姆肿咏Y(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的可塑性。想象一下,它就像一串串用不同顏色、不同形狀的珠子串起來(lái)的項(xiàng)鏈,我們可以根據(jù)需要,隨意調(diào)整珠子的種類和排列順序,從而得到不同性能的材料。
然而,傳統(tǒng)的聚氨酯主要來(lái)源于石油化工,這在環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的今天,顯然不是長(zhǎng)久之計(jì)。因此,科學(xué)家們開(kāi)始把目光投向了可再生的生物資源,希望能找到替代石油基原料的“綠色”方案。
二、生物基聚氨酯:來(lái)自大自然的饋贈(zèng)
生物基聚氨酯,顧名思義,就是以生物質(zhì)為原料制備的聚氨酯。這些生物質(zhì)可能來(lái)源于植物油、淀粉、纖維素等等,它們是大自然的饋贈(zèng),取之不盡,用之不竭。
與傳統(tǒng)的石油基聚氨酯相比,生物基聚氨酯具有諸多優(yōu)勢(shì):
- 環(huán)境友好: 減少了對(duì)化石燃料的依賴,降低了碳排放,有助于緩解氣候變化。
- 可再生性: 原料來(lái)源于可再生的生物資源,可持續(xù)供應(yīng)。
- 生物降解性(部分): 某些生物基聚氨酯具有一定的生物降解性,可以減少塑料污染。
三、小分子量聚醚:聚氨酯的“潤(rùn)滑劑”
接下來(lái),我們?cè)賮?lái)認(rèn)識(shí)一下小分子量聚醚。在聚氨酯的大家庭中,聚醚扮演著重要的角色,它就像聚氨酯的“潤(rùn)滑劑”,可以賦予聚氨酯良好的柔韌性、耐磨性、耐水解性等。
一般來(lái)說(shuō),聚醚的分子量越大,其柔韌性越好,但強(qiáng)度和硬度會(huì)相應(yīng)降低。而小分子量聚醚,則可以在保證一定柔韌性的同時(shí),提高聚氨酯的強(qiáng)度和硬度,使其更適合用于3D打印和增材制造。
四、新型環(huán)保生物基聚氨酯小分子量聚醚:強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)
現(xiàn)在,我們終于可以把“新型環(huán)保生物基聚氨酯小分子量聚醚”這個(gè)“長(zhǎng)名字”拆解開(kāi)來(lái),逐一理解了。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),它就是一種以生物質(zhì)為原料,采用小分子量聚醚改性的聚氨酯材料。
這種材料,既具有生物基聚氨酯的環(huán)保優(yōu)勢(shì),又兼具小分子量聚醚賦予的優(yōu)異性能,可謂是強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
五、3D打印和增材制造:讓夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
五、3D打印和增材制造:讓夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
有了優(yōu)質(zhì)的材料,接下來(lái)就要談?wù)勅绾螌⑺鼞?yīng)用于3D打印和增材制造了。
3D打印和增材制造技術(shù),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、醫(yī)療器械、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。它可以快速制造出復(fù)雜形狀的零件,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制,縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,降低生產(chǎn)成本。
那么,新型環(huán)保生物基聚氨酯小分子量聚醚,在3D打印和增材制造領(lǐng)域,又有哪些創(chuàng)新應(yīng)用呢?
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柔性材料打?。?/strong> 傳統(tǒng)的3D打印材料,如ABS、PLA等,硬度較高,難以打印出柔性材料。而生物基聚氨酯小分子量聚醚,具有良好的柔韌性和彈性,可以打印出具有優(yōu)異緩沖、減震性能的柔性部件,如鞋底、密封件、可穿戴設(shè)備等。
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生物醫(yī)用材料打?。?/strong> 生物相容性是生物醫(yī)用材料的重要指標(biāo)。某些生物基聚氨酯具有良好的生物相容性,可以用于打印人工骨骼、組織支架、藥物緩釋系統(tǒng)等。
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定制化產(chǎn)品打?。?/strong> 3D打印的大優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。生物基聚氨酯小分子量聚醚,可以用于打印定制化的醫(yī)療器械、假肢、矯形器等,滿足不同患者的需求。
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功能性材料打?。?/strong> 通過(guò)在生物基聚氨酯小分子量聚醚中添加導(dǎo)電填料、磁性填料、光敏填料等,可以打印出具有特定功能的材料,如導(dǎo)電油墨、磁性傳感器、光固化樹(shù)脂等。
六、產(chǎn)品參數(shù)示例
為了讓大家對(duì)新型環(huán)保生物基聚氨酯小分子量聚醚有更直觀的了解,下面我列舉一些常見(jiàn)的產(chǎn)品參數(shù),供大家參考。
產(chǎn)品名稱 | 生物基含量 | 分子量(聚醚) | 拉伸強(qiáng)度 (MPa) | 斷裂伸長(zhǎng)率 (%) | 邵氏硬度 (Shore A) | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
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生物基TPU-A | 30% | 1000 | 25 | 400 | 70 | 柔性鞋底、密封件 |
生物基TPU-B | 50% | 800 | 30 | 350 | 75 | 可穿戴設(shè)備、電子產(chǎn)品外殼 |
生物基光敏樹(shù)脂-A | 40% | 600 | 40 | 200 | 80 | 3D打印模型、醫(yī)療器械 |
生物基可降解聚氨酯彈性體 | 60% | 1200 | 20 | 500 | 65 | 包裝材料、農(nóng)用薄膜 |
七、挑戰(zhàn)與展望
當(dāng)然,新型環(huán)保生物基聚氨酯小分子量聚醚在3D打印和增材制造領(lǐng)域的應(yīng)用,仍然面臨著一些挑戰(zhàn):
- 成本問(wèn)題: 目前,生物基原料的成本相對(duì)較高,導(dǎo)致生物基聚氨酯的整體成本高于石油基聚氨酯。
- 性能問(wèn)題: 部分生物基聚氨酯的性能,如耐熱性、耐溶劑性等,Compared with傳統(tǒng)聚氨酯,還有待進(jìn)一步提高。
- 工藝問(wèn)題: 生物基聚氨酯的3D打印工藝,還需要不斷優(yōu)化和完善,以適應(yīng)不同類型的打印設(shè)備和應(yīng)用場(chǎng)景。
盡管如此,我們對(duì)新型環(huán)保生物基聚氨酯小分子量聚醚的未來(lái)充滿信心。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和規(guī)?;a(chǎn)的實(shí)現(xiàn),其成本將會(huì)逐步降低,性能將會(huì)不斷提升,應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來(lái)越廣闊。
未來(lái),我們可以期待:
- 更環(huán)保的3D打印材料: 生物基聚氨酯將成為3D打印材料的主流選擇,推動(dòng)3D打印行業(yè)走向綠色可持續(xù)發(fā)展。
- 更個(gè)性化的定制產(chǎn)品: 3D打印技術(shù)將與生物基聚氨酯相結(jié)合,為消費(fèi)者提供更多個(gè)性化的定制產(chǎn)品,滿足不同需求。
- 更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域: 生物基聚氨酯將應(yīng)用于更多領(lǐng)域,如航空航天、汽車制造、醫(yī)療器械、建筑設(shè)計(jì)等,為人類社會(huì)創(chuàng)造更多價(jià)值。
八、總結(jié)
各位朋友,今天我們一起探討了新型環(huán)保生物基聚氨酯小分子量聚醚在3D打印和增材制造領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。它就像一顆冉冉升起的新星,正在照亮3D打印的未來(lái)。
雖然前路漫漫,但只要我們堅(jiān)持創(chuàng)新,不斷探索,就一定能克服困難,實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想。
謝謝大家!
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聚氨酯防水涂料催化劑目錄
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NT CAT 680 凝膠型催化劑,是一種環(huán)保型金屬?gòu)?fù)合催化劑,不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機(jī)錫化合物,適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。
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NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系;
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NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,比A-14活性低;
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NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用和一定的耐水解性,組合料儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng);
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NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系,在該系列催化劑中催化活性強(qiáng),特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系;
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NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有很強(qiáng)的延遲效果,與水的穩(wěn)定性較強(qiáng);
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NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,良好的流動(dòng)性和耐水解性;
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NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用;
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NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,可用來(lái)替代A-14,添加量為A-14的50-60%;
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NT CAT MB20 凝膠型催化劑,可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑,活性比有機(jī)錫相對(duì)較低;
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NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫,凝膠型催化劑,適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫,還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等;
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NT CAT T-125 有機(jī)錫類強(qiáng)凝膠催化劑,與其他的二丁基錫催化劑相比,T-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性,而且改善了水解穩(wěn)定性,適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。