PLA与高岭土共混改性研究方案

PLA与高岭土共混改性研究方案

前言

3D打印技术是根据“分层制造，逐层叠加”原理，快速制作所需物件三维实体的一种制造技术。聚乳酸是目前主要运用的3D打印生物材料，它有良好的生物降解性、相容性、机械性能和优良的抗拉强度和延展度，同时也拥有良好光泽性和透明度，但存在脆性大、难加工，以及造价较高等缺点。目前，通过研究聚乳酸与高岭土共混的方法，制备共混物，以达到降低成本，改善性能的目的。实验

（一）实验设计：

PLA熔点170.1℃

混合比例10%～20%

加工温度175℃

（二）实验设备：

1.高速混合机

2.转矩流变仪

3.压延机

4.万能试验机

（三）高岭土处理：

配制硅烷偶联剂甲醇溶液（硅烷偶联剂：去离子水：甲醇=1：1：18），用冰醋酸将溶液值调至4左右，放置10min，采用喷雾方式喷洒到高岭土粉体表面，然后将其置于高速混合机中在100℃下高速搅拌20min出料，在100℃下干燥2小时得硅烷偶联剂表面修饰高岭土粉体。

（四）PLA与高岭土混合：

将高岭土与PLA分别以10%、15%、20%比例置于高速混合机中搅拌10min后

出料，随后将各比例的混合物分别加入转矩流变仪，保存图表数据，分析各比例混合物的最佳加工温度。

（五）模压成型：

将转矩流变仪出的料通过压延机压成膜板型，然后裁成用于测试力学性能的样条。

1.拉伸实验：按Ⅱ型试样制备样条，测试样条拉伸性能，记录数据。

2.弯曲实验：

样条尺寸：长为80mm，宽为（10±0.5mm），厚为（4±0.2）mm

3.冲击实验：

①简支梁：

Ⅰ型试样

长：80mm，宽：10mm，厚4mm

A型缺口

缺口底部半径（0.25±0.05）mm，缺口底部剩余宽度（8.0±0.2）mm

②悬臂梁：

Ⅰ型试样

长：80mm，宽：10mm，厚4mm

A型缺口

缺口底部半径（0.25±0.05）mm，缺口底部剩余宽度（8.0±0.2）mm

结果与讨论

将各比例的共混物的样条分别测试拉伸、弯曲、冲击实验，将收集的数据进行对比分析，计算共混后的成本，综合分析得到价格、性能最优的混合比例。