3D打印用聚对苯二甲酸乙二醇酯的研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.05.005

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (5): 24-31.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.05.005

3D打印用聚对苯二甲酸乙二醇酯的研究

王晨蕾, 胡浩, 乔雯钰()

上海3D 打印材料工程技术研究中心，上海材料研究所，上海 200437

收稿日期:2020-12-01 出版日期:2021-05-26 发布日期:2021-05-24
基金资助:
上海3D 打印材料工程技术研究中心(11DZ2251100);上海市科学技术委员会优秀技术带头人计划项目(18XD1420800);上海青年拔尖人才开发计划自然科学类

Study on Poly（ethylene terephthalate） for 3D Printing

WANG Chenlei, HU Hao, QIAO Wenyu()

Shanghai Engineering Research of Center of 3D Printing Materials，Shanghai Research Institute of Materials，Shanghai 200437，China

Received:2020-12-01 Online:2021-05-26 Published:2021-05-24
Contact: QIAO Wenyu E-mail:qiaowenyu89@163.com

摘要/Abstract

摘要：

选用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）作为基体材料，通过添加聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、相容剂、增韧剂和成核剂制得适用于熔融沉积技术的PET丝材。结果表明，当PET∶PBT为7∶3时，熔体流动速率最低；过多相容剂在螺杆进料口架桥，不利于螺杆挤出；当增韧剂含量为15份（质量份，下同）时，材料能够正常打印，样条无翘曲且表面光滑，材料的拉伸强度和弯曲强度都较高，分别为25.95 MPa和45.99 MPa，冲击强度为50.4 kJ/m²；添加0.5份滑石粉后材料的力学强度的改善效果更佳。

关键词: 聚对苯二甲酸乙二醇酯, 聚对苯二甲酸丁二醇酯, 改性, 三维打印

Abstract:

The PET wire material was prepared by selecting poly（ethylene terephthalate）（PET） as a matrix using PBT as a compatibilizer along with a toughening agent and a nucleating agent. It was found that the wire material obtained at a PET/PBT weight ratio of 7/3 presented the lowest melt flow rate. The addition of too much compatibilizer resulted in bridging at the screw inlet， which was disadvantageous to screw extrusion. The results obtained from the 3D printing and mechanical measurement indicated that the wire material could be normally printed at a content of toughening agent of 15 phr. The printed specimen exhibited a smooth surface without any warps. The wire material achieved tensile strength of 25.95 MPa， bending strength of 45.99 MPa， and impact strength of 50.4 kJ/m². The addition of 0.5 phr talc can improve the mechanical strength of the material better.

Key words: poly（ethylene terephthalate）, poly（butylene terephthalate）, modification, three dimension printing

中图分类号:

王晨蕾, 胡浩, 乔雯钰. 3D打印用聚对苯二甲酸乙二醇酯的研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(5): 24-31.

WANG Chenlei, HU Hao, QIAO Wenyu. Study on Poly（ethylene terephthalate） for 3D Printing[J]. China Plastics, 2021, 35(5): 24-31.

图/表 15

熔体流动速率/

g·(10 min）^-1

70.77

82.45

74.06

表1 不同PET的熔体流动速率

Tab.1 Melt flow rate of different PET

图1 不同配比体系的熔体流动速率

Fig.1 Melt flow rate of PET/PBT with different proportions

图2 不同配比PET/PBT的扭矩图

Fig.2 Torque diagram of PET/PBT with different ratios of PET and PBT

图3 转速随时间的变化曲线

Fig.3 Chart of speed change with time

图4 不同配比PET/PBT的DSC曲线

Fig.4 DSC curves of PET/PBT with different ratios of PET and PBT

图5 样品的FTIR谱图

Fig.5 FTIR spectrum of various samples

图6 相容剂含量对扭矩的影响

Fig.6 Effect of compatibilizer content on the torque

成核剂类型及含量	拉伸强度/MPa	弯曲强度/MPa	冲击强度/kJ·m^-2
0.2份滑石粉	25.83	43.37	47.4
0.2份聚酯成核剂	26.09	39.07	42.3
0.5份滑石粉	34.32	66.21	43.05
0.5份聚酯成核剂	15.47	49.23	43.29

表 2 添加成核剂后材料的打印情况及力学性能测试

Tab.2 Printing condition and mechanical properties of the materials with nucleating agent

图7 添加不同含量相容剂后材料的熔体流动速率

Fig.7 Melt flow rate of materials with different amount of compatibilizer

图8 添加不同含量增韧剂后材料的熔体流动速率

Fig.8 Melt flow rate of materials with different amount of toughening agent

图9 增韧剂含量对扭矩的影响

Fig.9 Effect of toughening agent content on torque

图10 不同样品的DSC曲线

Fig.10 DSC curves of different samples

图11 打印效果图

Fig.11 Print renderings

图12 EBA含量对PET/PBT材料影响力学性能的影响

Fig.12 Relationship between mechanical strength and EBA content

图13 成核剂添加前后的XRD谱图

Fig.13 XRD spectra before and after adding nucleating agent

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