CN107696473A - 一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料、制件及制备方法 - Google Patents

一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料、制件及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料、制件及制备方法，该硅橡胶有序多孔材料的微孔结构至少包括一个基础结构层，每一个所述基础结构层包含2个相互叠放的单元壁层，每一个所述单元壁层中包含若干个等间距平行排列的硅橡胶条组，每一个所述的硅橡胶条组由至少2根以上沿竖直方向相互叠层堆放的硅橡胶条组成，其中，相邻两个所述单元壁层的硅橡胶条组相互叠加且有夹角＝x，0°<x≤90°，优选夹角为90°。结合3D打印技术制备具有上述微孔结构的硅橡胶有序多孔材料，其在单轴压缩状态下表现出优异的宽平台区域特征，从而具备良好的缓冲吸能作用，在精密器件定位，包装材料，运动防护、国防装备等领域具有广泛的应用前景。

Description

一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料、制件及制 备方法
技术领域
本发明涉及高分子多孔材料领域，尤其是硅橡胶多孔微结构设计与制备领域，具体为一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料微孔结构设计及制备方法。
背景技术
硅橡胶多孔材料，即通常所说的硅橡胶泡沫材料，是一种以硅橡胶为基胶的多孔的高分子弹性材料，集硅橡胶和泡沫材料特性于一体，具有相对密度低、可压缩形变量大、耐老化及工作温度范围宽(-60℃至200℃)等特点，可作为阻尼、减振、缓冲、隔热的高性能材料使用。
传统的硅橡胶多孔材料制造方法主要通过化学发泡(CN 106589959A；CN104774473A；CN 106589958A)或者物理溶析(CN 106433139A；CN 103130454B；CN101199867B)制得多孔泡沫，由于发泡过程与硅胶固化过程耦合，导致泡孔结构大小分布不均匀，泡孔的无序分布导致其结构和性能的均匀性和可控性较差，并使硅橡胶泡沫的压缩曲线几乎没有应力平台，缓冲吸能性能不理想。
近些年，采用3D打印方法制备具有高度有序微孔结构的硅橡胶多孔材料(CN105599311A； CN 105818378A；CN 106751906A；Adv.Funct.2014,24,4905-4913)，可以实现结构程序化可控，有望克服上述问题。目前已出现简单四方体(Simple Tetragonal,缩写为ST)型微孔结构，具有该型微孔结构的多孔硅泡沫材料采用ABAB型排列方式进行增材制备(A方向与B方向垂直)，虽然在单轴压缩状态下表现出应力分布均匀，但应力平台区域宽度较短，仍然不能很好适应相应的力学使用环境要求。
发明内容
本发明在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料、制件及其制备方法，所述新型硅橡胶有序多孔材料的微孔结构中硅橡胶单元壁层的层间高度h大于每一根硅橡胶条的直径d的1.5倍，能够在单轴压缩状态下表现出较宽的应力平台区间这一重要力学特征，从而使这种新型有序多孔结构的硅橡胶泡沫材料在缓冲吸能领域得到更好的应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料，其微孔结构包括至少一个基础结构层，每一个所述基础结构层包含2个相互叠放的单元壁层，每一个所述单元壁层中包含若干个等间距平行排列的硅橡胶条组，每一个所述的硅橡胶条组由至少2根以上沿垂直方向相互叠层堆放的硅橡胶条组成，其中，相邻两个所述单元壁层的硅橡胶条组相互叠加且有夹角＝x，0°<x≤90°，优选夹角为90°。
针对本发明提供的技术方案，首先，需要对本发明的设计原理和构思做一简要说明如下：
如图1所示，以传统的ST型硅橡胶有序多孔结构作为代表性体积单元分析，在单轴压缩状态下ST型硅橡胶多孔材料简化模型的支柱柔度值λ可以有公式(2)获取，而临界柔度值λp可以由公式(1)获取。
根据欧拉细长杆屈曲准则，只有λ>λp时，孔壁支柱才能出现显著的屈曲效应，宏观表现出材料出现较宽的应力平台。假设线弹性应变ε为0.1，则临界柔度值λp为9.63，传统的ST型(ABAB构型)规则堆垛结构的支柱柔度计算值λ为6.59，因此传统ST型(ABAB 构型)结构无法出现支柱屈曲效应，依据计算结果，ABAB型堆垛结构的层间高h与直径d 比值必须大于1.5，才能出现屈曲效应。
然而，受制于直写式增材制备中挤出的硅橡胶细丝断面近似圆形，导致现有ABAB型堆垛结构的层高h与直径d比值接近于1，传统的ABAB型堆垛排列的打印形式无法制备出在单轴压缩状态下有明显屈曲平台效应的硅橡胶多孔材料。
因此，依据上述技术原理分析，本发明设计了一种新型的硅橡胶材料有序多孔材料，该新型材料是由若干硅橡胶组相互叠加排列形成的ST型微孔结构，并且每个所述硅橡胶组由至少2根以上在垂直方向相互叠层堆放的硅橡胶条组成。在保持硅橡胶条出丝直径d不变的前提下，依据本发明所述的新型硅橡胶有序多孔材料结构中的层间高度h接近于直径 (d)的2倍，两者的比值(h/d)大于孔壁的临界屈曲柔度值1.5，在单轴压缩状态下能够产生较为显著的屈曲平台效应，并表现出宽应力平台区间特征。
并且，本发明所述的新型硅橡胶有序多孔结构材料中，相邻两个所述单元壁层中的硅橡胶条组相互叠加并有夹角，所述夹角为0-90°之间，但不包括0°完全重合情形，优选夹角为90°，相邻两个所述单元壁层中的硅橡胶条组相互垂直分布的情形。
另外，还需要进一步说明的是，同一单元壁层内平行且等距排列的硅橡胶条组可以是近似平行和近似等距排列，而不要求是绝对的平行且等距排列。
进一步，本发明所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔结构材料，其在单轴压缩状态下的应力平台区间长度大于25％。
优选的，所述基础结构件的数量为1-10个。当具有多个基础结构件时，每个基础结构件的结构是重复的，按堆叠的方式组合在一起，不仅可以简化生产制造过程，同时也简化了结构，提高了结构稳定性。
优选的，相邻两个所述单元壁层的层间高度为0.001-1mm，更优选为0.01-1mm；每一个所述单元壁层中平行排列的硅橡胶体条组的排列间距为0.01-3.0mm，进一步优选为0.05-2mm；打印过程中，层高h与相应的硅橡胶的线条直径d有着直径联系，需要满足两者比值大于1.5的条件的，相应的调整好线条间距l可以调控硅橡胶多孔材料的孔隙率，即相对密度。再者，不同于发泡制备而成的泡沫材料，本发明所述的有序多孔结构的所述单元壁层的层间高度、硅橡胶条组的排列间距和硅橡胶条组的直径均可根据使用要求进行精确调整，通过参数调整，将对硅橡胶有序多孔材料的变形特性产生显著影响，从而可得到一系列具有不同应力平台区域宽度的硅橡胶有序多孔结构，以满足各个领域的使用要求。
优选的，所述硅橡胶条的材料为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶和甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶中的一种或几种。进一步优选粘度为50-650Pa.s的硅橡胶，可以在3D打印过程中使硅橡胶挤出更加顺畅。
本发明还提供了一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔结构材料的硅橡胶泡沫材料制件，包括采用任一上述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔结构材料。
此外，本发明还提供了上述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔结构材料的制备方法，包括以下步骤：
STEP1：将离心脱泡后的硅橡胶作为3D打印原料，并按照权利要求1-7中任一所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶多孔材料的结构进行3D打印路径规划，再按照规划的3D 打印路径打印出相应的硅橡胶有序多孔材料结构；
STEP2：打印完成后，将打印得到的硅橡胶有序多孔材料加热固化，从而得到一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料。
本发明所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔结构材料可以通过现有的直写型的3D打印方法制备，制备方法简单并且能够保障每个单元壁层的硅橡胶条组的排列间距具有均匀一致性，并确保最后制备硅橡胶有序多孔结构具有较大的层高与直径比(h/d)，其大于孔壁的临界屈曲柔度值，在单轴压缩状态下能够产生较为显著的屈曲平台效应，极大的扩展平台区间宽度。
优选的，所述加热固化的温度为100-150℃，固化时间为20-120min。合适的加热温度以及充足的加热时间，可以使得硅橡胶多孔材料打印样品的交联固化反应更加彻底，固化效率更高。
优选的，所述硅橡胶的粘度为50-650Pa.s，并选用打印针头内径为0.01-1mm的3D打印机进行上述打印操作，同时将打印速率控制为0.4-30mm/s范围内。将硅橡胶粘度过大则会导致硅橡胶条挤出困难，粘度过小又不易成型，打印机针头的内径间接影响硅橡胶有序多孔结构的打印速度和出丝线宽以及浆料的粘度，内径过大容易导硅橡胶出丝直径过宽，并使每个所述硅橡胶条组中叠层堆放的硅橡胶条变形过大，进而导致硅橡胶条在垂直方向上的坍塌变形，减小整个硅橡胶微孔结构的层间高度h,从而影响整个硅橡胶有序多孔材料的力学性能；过细的针头内径使硅橡胶出丝过慢，并且会因原料用量不够导致整个硅橡胶材料的成型和受力强度，因此，粘度合适的硅橡胶以及合适的针头内径更有利于保障硅橡胶有序多孔材料的品质。同理，将打印速率控制在上述范围内，有利于保障打印样品的线条连续性，均匀性。
有益效果
1.依据本发明所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡有序多孔材料，由多个硅橡胶条组组成的若干个单元壁层相互叠加排列形成，其中所述硅橡胶条组包括至少2个以上沿垂直方向叠层堆放的硅橡胶条，在保持硅橡胶条出丝直径d不变的前提下，本发明所述的硅橡胶有序多孔结构中的层间高度h与硅橡胶条直径d的比值(h/d)大于1.5，能够在单轴压缩状态下出现明显的弹性屈曲效应，极大扩展了应力平台区间宽度，显著提高了其在减振吸能领域的应用前景。
2.依据本发明所述的一种具有具有宽应力平台区域的硅橡有序多孔材料，相比现有 ABAB型硅橡胶微孔结构而言，具有较宽的硅泡沫材料屈曲平台段，能够有效控制其应力波动幅度，实现含弹性泡沫材料结构抱紧的同时减小各组件间相互传递的应力载荷，并在较小的应力峰值条件下，最大程度地吸收能量，从而达到保护重要结构组件的目的。
3.依据本发明所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料，能够通过3D打印技术，对硅橡胶有序多孔结构进行精准控制，并依据实际应用需求对其结构长度参数进行灵活调配，从而确保制得的硅橡胶有序孔多材料具有更好的缓冲吸能性能同时，还能满足不同力学用环境需求，进一步拓宽了硅橡胶泡沫材料的可适用领域。
附图说明
图1为现有的具有1个基础结构层的ABAB型硅橡胶多孔材料的空间结构示意图。
图2为图1的侧视图。
图3为现有的具有2个基础结构层ABAB型硅橡胶多孔材料的空间结构示意图。
图4为图3的侧视图。
图5为本发明所述的具有1个基础结构层的AABB型硅橡胶有序多孔材料的空间结构示意图。
图6为图5的侧视图。
图7为本发明所述的具有2个基础结构层AABB型硅橡胶有序多孔材料的空间结构示意图。
图8为图7的侧视图。
图9为本发明所述的具有2个基础结构层的AAABBB型硅橡胶有序多孔材料的空间结构示意图。
图10为图9的侧视图。
图11为排列间距0.4mm的2个基础结构层AABB型与ABAB型空间结构硅橡胶多孔材料压缩实验对比图。
图12为排列间距0.5mm的2个基础结构层AABB型与ABAB型空间结构硅橡胶多孔材料压缩实验对比图。
图13为排列间距0.6mm的2个基础结构层AABB型与ABAB型空间结构硅橡胶多孔材料压缩实验对比图。
图14为排列间距0.6mm的1个基础结构层AABB型与ABAB型空间结构硅橡胶多孔材料压缩实验对比图。
图中标记：1-基础结构层；2-单元壁层；3-硅橡胶条组；4-硅橡胶条。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
现有3D打印技术打印出的传统硅橡胶多孔材料结构是由相互交叉叠放的硅橡胶单元层组成的简单四面体结构(ST型结构)，其中每一层硅橡胶单元层平面内，分布有多条等间距平行排列的单根硅橡胶条，如图1-4所示。依据上述结构，相邻两层平行的硅橡胶单元层的层间，只间隔了一根硅橡胶条4，由于在直写式增材制备中挤出的硅橡胶条断面近似圆形，就会导致相邻平行的硅橡胶单元层之间的层高h与硅橡胶条直径d比值接近于1，因此传统的ABAB型堆垛排列的打印形式无法制备出在单轴压缩状态下有明显屈曲平台效应的硅橡胶多孔材料。
如图5-9所示，基于上述不足，本发明公开了一种能够在单轴压缩状态下表现出宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料，包括至少一个基础结构层1，每一个基础结构层1包括两层相互交叉叠放的单元壁层2，每一层所述单元壁层2由若干组等间距平行排列的硅橡胶条组3，每一组硅橡胶条组3中包括由至少两根在垂直方向叠层堆放的硅橡胶条4组成。依据本发明所述的硅橡胶有序多孔材料结构中，在相邻两层平行的单元壁层之间的间隔着至少两条在竖直方向叠层堆放的硅橡胶条，保持硅橡胶条直径基本不变的情况下，其层高h与单根硅橡胶条直径d比值大于孔壁的临界屈曲柔度值1.5，从而使具有该结构特征的硅橡胶泡沫材料能够在单压缩状态下，表现出宽应力平台区域的力学特征，并具有更加优良的缓冲减振效果，在精密器件定位，包装材料，运动防护、国防装备等领域具有广泛的应用前景。
实施例1
如图5-6所示，一种由一个基础结构层1组成的AABB型简单四方体硅橡胶有序多孔材料，从上到下为两个相互叠加堆放的单元壁层2，每一单元壁层2内平行排列有两组硅橡胶条组3，每一个硅橡胶条组3包含两根沿竖直方向叠层堆放的硅橡胶条4。其中，第一单元壁层2中的硅橡胶条组3沿A方向排列，第二单元壁层2中的硅橡胶条组3沿B方向排列，两者之间的夹角为90°；在每一单元壁层2内平行排列的硅橡胶条组3的排列间距(LA、 LB)均为0.6mm，每一个所述单元壁层2的层高h为0.2mm；每一根硅橡胶条的横截面直径d为0.21mm。经检测，具有上述AABB型硅橡胶有序多孔结构的硅橡胶泡沫材料，在单轴压缩状态下的弹性屈曲应力平台区间长度为25％。
实施例2
如图7-8所示，一种由两个基础结构层1组成的AABB型简单四方体硅橡胶有序多孔材料，从上到下包括四个单元壁层2；其中，第一、二层硅单元壁层2分别沿组成一个基础结构层1，第三、四层单元壁层2组成另一个基础结构层1；每一层单元壁层2中平行排列有四组硅橡胶条组3，每一个所述硅橡胶条组3由两根沿竖直方向叠层堆放的硅橡胶条4组成；相邻两层单元壁层2中的硅橡胶条组3分别沿A、B方向排列，并相互垂直底叠放。其中，单元壁层2的层高h为0.4mm；每一个所述单元壁层2内的硅橡胶条组3的分别沿 A、B方向的排列间距LA、LB均为0.4mm；硅橡胶条4的截面直径d为0.21mm。经检测，具有上述AABB型硅橡胶有序多孔结构的硅橡胶泡沫材料，在单轴压缩状态下的弹性屈曲应力平台区间长度为30％。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于，硅橡胶条组3的分别沿A、B方向的排列间距LA、LB均为0.5mm，此时，单轴压缩状态下材料的弹性屈曲应力平台区间长度为35％。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于，硅橡胶条组3的分别沿A、B方向的排列间距LA、LB均为0.6mm，此时，单轴压缩状态下材料的弹性屈曲应力平台区间长度为40％。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于，硅橡胶条4的直径d为0.24mm，此时，单轴压缩状态下材料的弹性屈曲应力平台区间长度为28％。
实施例6
本实施例与实施例6的区别在于，硅橡胶条组3分别沿A、B方向的排列间距LA、LB为0.5mm，此时，单轴压缩状态下材料的弹性屈曲应力平台区间长度为32％。
实施例7
本实施例与实施例6的区别在于，硅橡胶条组3分别沿A、B方向的排列间距LA、LB为0.6mm，此时，单轴压缩状态下材料的弹性屈曲应力平台区间长度为34％。
进一步，为充分验证本发明所述的AABB型硅橡胶有序多孔结构材料相对于现有ABAB型硅橡胶多孔结构材料在单轴压缩状态下能够表现出更宽的应力平台屈曲效应，本发明人分别对应上述实施例1-7，依次对应每一个实施例设置了7个对比例，并对利用各个实施例中相同数量、材质、形状的硅橡胶条4形成的ABAB型硅橡胶多孔结构材料进行单轴压缩力学性质检测，具体对比例如下：
对比例1-1
利用与实施例1中相同数量、材质和形状的硅橡胶条4形成如图1-2所示的现有ABAB 型硅橡胶有序多孔材料。其中，每根硅橡胶条4横截面直径为d，以及硅橡胶条的排列间距分别为LA、LB均与实施例1相同。其与实施例1的区别在于：两者结构不同，并导致其层高h只有实施例1的一半。经检测，该硅橡胶有序多孔材料在单轴压缩状态下的弹性屈曲应力平台区间长度为18％。
对比例2-1
利用与实施例2中相同数量、材质和形状的硅橡胶条4形成如图5-6所示的现有ABAB 型硅橡胶有序多孔结构的材料。其中，每根硅橡胶条4横截面直径为d，以及硅橡胶条4的排列间距分别为LA、LB均与实施例2相同。其与实施例2的区别在于：两者结构不同，并导致其层高h只有实施例1的一半。经检测，该硅橡胶有序多孔材料在单轴压缩状态下的弹性屈曲应力平台区间长度为18％。
对比例3-1
利用与实施例3中相同数量、材质和形状的硅橡胶条4形成如图3-4所示的现有ABAB 型硅橡胶有序多孔结构的材料，其中，每根硅橡胶条4横截面直径为d，以及硅橡胶条4的排列间距分别为LA、LB均与实施例3相同。其与实施例3的区别在于：两者结构不同，并导致其层高h只有实施例4的一半。经检测，该硅橡胶有序多孔材料在单轴压缩状态下的弹性屈曲应力平台区间长度为19％。
对比例4-1
利用与实施例4中相同数量、材质和形状的硅橡胶条4形成如图3-4所示的现有ABAB 型硅橡胶有序多孔结构的材料，其中，每根硅橡胶条4横截面直径为d，以及硅橡胶条4的排列间距分别为LA、LB均与实施例4相同。其与实施例4的区别在于：两者结构不同，并导致其层高h只有实施例4的一半。经检测，该硅橡胶有序多孔材料在单轴压缩状态下的弹性屈曲应力平台区间长度为21％。
对比例5-1
利用与实施例5中相同数量、材质和形状的硅橡胶条4形成如图3-4所示的现有ABAB 型硅橡胶有序多孔结构的材料，其中，每根硅橡胶条4横截面直径为d，以及硅橡胶条4的排列间距分别为LA、LB均与实施例5相同。其与实施例5的区别在于：两者结构不同，并导致其层高h只有实施例5的一半。经检测，该硅橡胶有序多孔材料在单轴压缩状态下的弹性屈曲应力平台区间长度为10％。
对比例6-1
利用与实施例6中相同数量、材质和形状的硅橡胶条4形成如图3-4所示的现有ABAB 型硅橡胶有序多孔结构的材料，其中，每根硅橡胶条6横截面直径为d，以及硅橡胶条4的排列间距分别为LA、LB均与实施例6相同。其与实施例6的区别在于：两者结构不同，并导致其层高h只有实施例6的一半。经检测，该硅橡胶有序多孔材料在单轴压缩状态下的弹性屈曲应力平台区间长度为13％。
对比例7-1
利用与实施例7中相同数量、材质和形状的硅橡胶条4形成如图3-4所示的现有ABAB 型硅橡胶有序多孔结构的材料，其中，每根硅橡胶条4横截面直径为d，以及硅橡胶条4的排列间距分别为LA、LB均与实施例7相同。其与实施例7的区别在于：两者结构不同，并导致其层高h只有实施例7的一半。经检测，该硅橡胶有序多孔材料在单轴压缩状态下的弹性屈曲应力平台区间长度为15％。
将上述实施例以及相应对比例的实验数据及结果统一归纳如下表1、2所示：
表1：实施例1-7实验数据汇总
表2：对比例1-1-至1-7实验数据汇总
进一步，实施例1与对比例1-1中AABB型和ABAB型硅橡胶有序多孔材料，在单轴压缩状态下应力应变曲线对照图如图11所示；实施例2与对比例2-1中AABB型和ABAB型硅橡胶有序多孔材料，在单轴压缩状态下应力应变曲线对对照图如图12所示；实施例3与对比例3-1中的AABB型和ABAB型硅橡胶有序多孔材料，在单轴压缩状态下应力应变曲线对对照图如图13所示；实施例4与对比例4-1中的AABB型和ABAB型硅橡胶有序多孔材料，在单轴压缩状态下应力应变曲线对照图如图14所示。
从上述实验数据统计以及应力应变曲线对照图可知，本发明所述的AABB型硅橡胶有序多孔材料，相对于利用相同数量、材质和形状的硅橡胶条形成的现有ABAB型硅橡胶泡沫材料而言，在单轴压缩状态下能够表现出更宽的弹性屈曲应力平台区间长度，相应的具有更加优异的吸能减震性能。
实施例8
一种制备上述新型ST型微孔结构的硅橡胶多孔材料的方法，包括以下步骤：
STEP1：将离心脱泡后的硅橡胶作为3D打印原料，并按照本发明所述的任一种具有宽应力平台区域的硅橡胶多孔材料的结构进行3D打印路径规划，再按照规划的3D打印路径打印出相应的硅橡胶有序多孔材料结构；
STEP2：打印完成后，将打印得到的硅橡胶有序多孔材料加热固化，从而得到一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料。
本发明所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔结构材料的可以通过现有的直写型的3D打印方法制备，制备方法简单并且能够保障每个单元壁层的硅橡胶条组的排列间距具有均匀一致性，并确保最后制备硅橡胶有序多孔结构具有较大的层高与直径比(h/d)，其大于孔壁的临界屈曲柔度值，在单轴压缩状态下能够产生较为显著的屈曲平台效应，极大的扩展平台区间宽度。
优选的，所述硅橡胶的粘度为50-650Pa.s，并选用打印针头内径为0.01-1mm的3D打印机进行上述打印操作，同时将打印速率控制为0.4-30mm/s范围内，有利于硅橡胶有序多孔材料具体结构参数的控制及成型，进一步优选的所述加热固化的温度为100-150℃，固化时间为20-120min。合适的加热温度以及充足的加热时间，可以使得硅橡胶多孔材料打印样品的交联固化反应更加彻底，固化效率更高。
最后需要特别说明的是，本发明并不局限于前述的具体实施方式。还可以扩展到如图 9-10所示的AAABBB型硅橡胶有序多孔材料，以及其他依据本发明构思下进行简单叠加、变形或组合的硅橡胶多孔结构材料、制件及制备方法。因此，任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料，其特征在于，包括至少一个基础结构层(1)，每一个所述基础结构层(1)包含2个相互叠放的单元壁层(2)，每一个所述单元壁层(2)中包含若干个等间距平行排列的硅橡胶条组(3)，每一个所述的硅橡胶条组(3)由至少2根以上沿竖直方向相互叠层堆放的硅橡胶条(4)组成，其中，相邻两个所述单元壁层(3)的硅橡胶条组(3)相互叠加且有夹角＝x，0°<x≤90°，优选夹角为90°。
2.根据权利要求1所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料，其特征在于，在单轴压缩状态下的应力平台区间长度大于25％。
3.根据权利要求1所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料，其特征在于，所述基础结构层(1)的数量为1-10层。
4.根据权利要求1所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料，其特征在于，每一个所述单元壁层(2)中平行排列的硅橡胶体条组(3)的排列间距(L)为0.01-3.0mm。
5.根据权利要求1任一所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料，其特征在于，相邻两个所述单元壁层(2)的层间高度(h)为0.001-1mm。
6.根据权利要求1-5所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料，其特征在于，所述硅橡胶条(4)的材料为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶和甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶中的一种或几种。
7.一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料的制件，其特征在于，包括采用如权利要求1-6任一所述的一种具有的宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料。
8.权利要求1-6任一所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
STEP1：将离心脱泡后的硅橡胶作为3D打印原料，并按照权利要求1-7中任一所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶多孔材料的结构进行3D打印路径规划，再按照规划的3D打印路径打印出相应的硅橡胶有序多孔材料结构；
STEP2：打印完成后，将打印得到的硅橡胶有序多孔材料加热固化，从而得到一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料。
9.根据权利要求8所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料的制备方法，其特征在于，所述加热固化的温度为100-150℃，固化时间为20-120min。
10.根据权利要求8所述的一种具有宽应力平台区域的硅橡胶有序多孔材料的制备方法，其特征在于，所述硅橡胶的粘度为50-650Pa.s，并选用打印针头内径为0.01-1mm的3D打印机，同时将打印速率控制在0.4-30mm/s范围内。
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