国产精品igao视频网网址不卡日韩,亚洲综合在线电影,亚洲婷婷丁香,黄色在线网站噜噜噜

  3D打印技術極大地推動著精密制造和新材料的發展。數字光處理（DLP）技術因打印速度快、精度高和材料利用率優等特點，已成為制造功能化復雜結構的最有效途徑之一。但是，目前遇到的瓶頸是缺乏高溫應用的光響應油墨材料，極大地限制了工業應用中推廣。聚酰亞胺作為一類高性能高分子，憑借其優越的熱、機械、電絕緣性能以及分子的可設計性在航空航天、集成電路、動車高鐵、先進顯示和5G通訊等高科技領域得到廣泛應用。光敏聚酰亞胺進入3D光固化打印經歷了三個主要發展階段。第一階段采用光敏聚酰亞胺前體溶液，經光交聯與高溫亞胺化處理，所得構件雖具備高耐熱性與力學強度，但因溶劑揮發導致體積收縮顯著（>50 %）。第二階段使用了可參與光聚合的活性溶劑，使得收縮率降至5%以下，但材料的熱機械性能隨之下降。第三階段采用完全亞胺化的聚酰亞胺樹脂作為油墨基體，消除亞胺化引起的收縮，總的體積收縮率降到2%以下，因此打印件結構的保真度得到了進一步的提升。但是，DLP打印原理是逐層打印，也面臨著和其他3D打印技術一樣困境，即:層間分子鏈連接薄弱造成的力學各向異性和熱變形溫度低的問題。因此，在保證打印精度與低收縮的前提下，如何通過材料設計與工藝優化增強層間相互作用、提升構件整體熱、機械性能，已成為聚酰亞胺3D打印材料開發的關鍵挑戰。

  近日，上海交通大學路慶華教授團隊通過分子設計，在聚酰亞胺骨架上同時引入苯并噁嗪與甲基丙烯酸酯基團，開發出一種光-熱雙響應型聚酰亞胺材料（圖1）。該材料在紫外光照射下通過甲基丙烯酸的光聚合打印形成分子交聯網絡，確保了打印件的形狀穩定性。然后再經熱處理觸發苯并噁嗪開環聚合，形成剛性的、各向同性的酚醛芳香網絡，最終組合丙烯酸網絡形成一種自鎖互穿網絡（SL- IPN）結構。基于該結構的3D打印構件，有效克服了傳統光固化打印中層間結合作用弱的關鍵難題，為3D打印高性能三維結構提供了新思路。

  2025年10月13日，該研究成果以“Post-Baking-Induced Self-Locking Interpenetrating Networks Strengthen 3D-Printed Polyimide Architectures with Enhanced Thermal and Mechanical Properties”為題發表在頂級學術期刊 《AdvancedFunctional Materials》上。同濟大學化學科學與工程學院博士生萬佳陳為論文第一作者，上海交通大學路慶華教授、袁嘉男博士后為論文的共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金的支持。

圖1

  研究團隊首先設計了含有酚羥基的聚酰亞胺，并充分利用了酚羥基的活性位點，分別按比例接枝了光敏性甲基丙烯酸酯基團與熱響應苯并噁嗪環結構單元。隨后，基于該樹脂配制全交聯光敏油墨體系，并通過長、短鏈交聯劑的配合優化其力學性能。系統研究了紫外曝光下自由基聚合的液-固轉變過程，確定打印曝光參數，并篩選確立了苯并噁嗪開環聚合的適宜溫度。在此基礎上，PDL打印成型三維結構樣件，并經過后烘工藝處理，消除了因打印過程分子鏈取向導致的力學各向異性問題，實現了材料在機械性能上的各向同性。宏觀應力-應變測試曲線與微觀層間互連結構的分析共同為上述結論提供了有力證據（圖2）。

圖2

  進一步通過熱力學分析及熱變形溫度測試（圖3），系統評估經240℃熱固化后3D打印試樣的熱機械性能。后烘處理引發苯并惡嗪開環聚合，形成SL-IPN，使材料T_g從141℃顯著提升至209℃，室溫儲能模量由<1.5 GPa增至>2.5 GPa，熱變形溫度達165℃。此SL-IPN結構有效增強了層間與層內連接，克服傳統光交聯聚酰亞胺三維部件耐熱性差與力學各向異性的局限。SEM結果進一步揭示，熱交聯后形成的粗糙界面褶皺與內聚橋接結構，有效增強了層間結合與整體致密性有助于提升層間致密性與整體力學性能。該材料兼具優異的熱穩定性和抗熱沖擊能力，優于多數已報道的雙固化體系與商用光固化樹脂，展現出在高溫高負載條件下的應用潛力。

圖3

  在極端高低溫環境（-190~200℃）及1000倍自重載荷條件下，具備SL-IPN的三維結構試樣在整個溫域內均保持結構完整，無變形或斷裂，且薄層結構也表現出優異抗脆性（圖4）。該材料同時展現出與柔性器件良好的集成兼容性，為其在柔性電子與航空航天等極端環境下的應用提供了材料基礎。

圖4

  該項工作是團隊基于感光聚酰亞胺及聚酰亞胺3D打印方向的延續性工作。近年來，團隊在光固化聚酰亞胺材料開發方面取得系列進展：通過工業廢棄光敏聚酰胺酯的高附加值回收，實現了高形狀保真度的DLP成型結構與微尺度制造能力（Chem. Eng. J. 2024, 495, 153594.）；開發了基于三原色體系的UV固化彩色聚酰亞胺油墨，制備出色彩穩定性、性能優異的3D復雜構件（Chem. Eng. J. 2025, 515, 163433.）；通過機器學習構建聚酰亞胺結構性能定量關系，為打印油墨樹脂設計提供了理論指導（Adv. Funct. Mater. 2024, 34，2409143）。

  原文鏈接: https://doi.org/10.1002/adfm.202509734