CN110003380A - 一种用于4d打印的光敏树脂制备、成形及驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚合物4D打印领域,并公开了一种用于4D打印的光敏树脂制备、成形及驱动方法。所述制备方法包括S11首先向单官能度丙烯酸酯单体中加入多官能度丙烯酸酯交联剂,再加入光引发剂,得到混合物;S12将所述混合物进行超声处理,直至形成无色透明的液体,得到可供SLA或者DLP技术打印的光敏树脂。本发明还提供了相应光敏树脂成形及驱动的方法。本发明通过采用自由基型光敏树脂体系以提高光固化速率,采用含单官能度和含多官能度的丙烯酸酯体系得到的光敏树脂适合于SLA或DLP技术成形,成形件中含有SMP中的硬段和软段,呈现出良好的形状记忆性能,由此形成的热固性网络还具有优良的热性能、机械性能。
Description
技术领域
本发明属于聚合物4D打印技术领域,更具体地,涉及一种用于4D打印的光敏树脂制备、成形及驱动方法。
背景技术
智能材料是一种能够感知外部刺激,能够判断并自主改变自身结构和功能的新型功能材料,其具备传感功能、反馈功能、响应功能、驱动功能。当智能材料应用到增材制造即3D打印技术中,便为3D打印引入了“时间”这一新的维度,即所谓刚刚兴起的4D打印技术。智能材料的3D打印成形件能够在外界的刺激(如温度、光照、电场、磁场和湿度等)下随着时间的推移发生形状、性能或功能的自我变化,这是一种极具颠覆性的制造技术。4D打印的产品不再是静止的,而是能够发生动态变化的。4D打印技术将改变传统的电机驱动、机械传动方式,不再需要复杂的机电设备和传动装置,只需要施加外部刺激便可实现我们需要的驱动和变形。4D打印技术是3D打印技术和智能材料相结合形成的产物,其必然同时具备3D打印技术和智能材料的优点,使低成本、高效率、智能化的复杂结构的制造成为现实,对4D打印的深入研究对推动3D打印技术和智能材料的发展均具有重要的理论和现实意义。
目前,研发可供4D打印的智能材料成为4D打印技术研究的热点。形状记忆聚合物(Shape Memory Polymer,SMP)是一种有代表性的刺激-响应型聚合物,属于智能材料的一种,它能够在上述外界的刺激下从临时形状回复到初始形状,其具体的形状回复原理为:将已赋形的SMP升高至玻璃化温度(Glass Transition Temperature,Tg)以上,此时聚合物内部分子链的运动较为活跃,材料为易发生形变的高弹态;在弹性限度内施加外力使SMP发生形变得到临时形状,然后保持外力将温度降至Tg以下,此时SMP为玻璃态,分子链的运动被冻结,宏观上表现为形变被“固定”住;当温度再上升至Tg以上时,由于分子链重新活跃起来,则形变回复,就好像SMP记住了原始形状。现有技术中,提供了用于熔融沉积成形(FusedDeposition Modelling,FDM)的SMP技术,是热塑性的聚合物线材,相较于热固性SMP,各方面的性能(热性能、机械性能、形状记忆性能)均较低。
因此,研发性能优异的热固性SMP成为智能材料一个重要的研发趋势,采用紫外光固化技术(Stereolighography Apparatus,SLA)成形形状记忆光敏树脂是制备热固性SMP的重要手段。现有技术提供了一种具有低温形状记忆效应的环氧树脂材料、组合物及其制备方法实现了材料在低温(-12℃~20℃)下的热响应温度的调节。然而,环氧树脂体系的光敏树脂为阳离子固化体系,相较于自由基固化体系,其固化速率较低。由此可见,获得固化速率快,热性能、机械性能、形状记忆性能好并能适用于光固化技术的SMP具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,提供了一种用于4D打印的光敏树脂制备、成形及驱动方法,其通过采用自由基型光敏树脂体系,提高了光固化的速率,采用既含单官能度又含多官能度的丙烯酸酯体系制备的光敏树脂,经光固化后得到的交联结构中含有形状记忆聚合物中常见的硬段和软段,由此形成的热固性网络具有优良的热性能、机械性能和形状记忆性能。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种用于4D打印的光敏树脂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S11向单官能度丙烯酸酯单体中加入多官能度丙烯酸酯交联剂,然后再加入光引发剂,得到混合物;
S12将所述混合物进行超声处理,直至形成无色透明的液体,得到可用于4D打印的光敏树脂。
进一步的,步骤S11中,所述单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂的质量分数比为1:1~9:1,所述光引发剂的质量为所述单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂总质量的0.5%~2%;
优选的,所述单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂的质量分数比为3:1~7:1,所述光引发剂的质量为所述单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂总质量的1%~1.5%。
进一步的,步骤S11中,所述单官能度丙烯酸酯单体为丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-β-羟乙酯、异冰片基丙烯酸酯中的任意一种或几种;所述多官能度丙烯酸酯为1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的任意一种或几种;
所述光引发剂为自由基型光引发剂,优选的,所述自由基型光引发剂为双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰)-(4',4'-二甲基辛基-2)氧化膦、α,α-二乙氧基苯乙酮、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮中的任意一种或几种。
进一步的,所述超声处理的时间为5min~10min。
按照本发明的另一个方面,提供一种具有形状记忆功能的光敏树脂成形件的成形方法,其特征在于,包括以下步骤:
S21采用光固化3D打印设备将所述光敏树脂打印成形,得到成形件,清洗所述成形件表面残留的光敏树脂;
S22将所述成形件在进行紫外光照射,使所述成形件完全固化,进而获得具有形状记忆功能的光敏树脂成形件。
进一步的,步骤S21中,所述光固化3D打印设备为紫外光固化设备或数字光处理设备;其中,
所述紫外光固化设备的激光扫描速率为500mm/s~1000mm/s;所述数字光处理设备对所述光敏树脂进行分层固化,每层固化的厚度为20μm~100μm,每层固化的时间为4s~8s。
进一步的,步骤S21中,采用酒精浸泡法清洗所述成形件表面残留的光敏树脂,所述酒精浸泡的时间为3min~5min;
步骤S22中,所述紫外光的波长处于所述光引发剂能够感知的光的波长范围内,所述紫外光照射的时间为15min~20min。
按照本发明的另一个方面,提供一种光敏树脂成形件的驱动方法,其特征在于,包括以下步骤:
S31将初始形状的光敏树脂成形件的温度升高至T1,其中,T1大于所述光敏树脂成形件的玻璃化温度Tg,对所述初始形状的光敏树脂成形件施加外力,使其发生形变,得到临时形状的光敏树脂成形件;
S32保持施加的外力不变,将临时形状的光敏树脂成形件的温度降至T2,其中,T2小于所述光敏树脂成形件的玻璃化温度Tg,使所述临时形状的光敏树脂成形件固定,撤去外力;
S33将温度再次升高至T1,使所述临时形状的光敏树脂成形件回复至初始形状。
进一步的,其特征在于,步骤S31和步骤S33中采用水浴法升温,步骤S32中采用水浴法降温;优选的,T1为Tg+10℃~Tg+30℃,T2为Tg-10℃~Tg-30℃。
进一步的,其特征在于,步骤S31中,所述外力在所述光敏树脂成形件的弹性限度以内。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
(1)本发明通过采用自由基型光敏树脂体系,提高了光固化的速率,进而提高了加工效率,采用既含单官能度又含多官能度的丙烯酸酯体系,经光固化成形得到的交联结构中含有光敏树脂体系中常见的硬段和软段,体现良好的形状记忆性能,由此形成的热固性网络还具有优良的热性能、机械性能。
(2)本发明能采用多种丙烯酸酯体系的光敏树脂,极大地丰富了可供4D打印的材料,并且4D打印成形的SMP的玻璃化温度可以通过调节光敏树脂中交联剂的质量分数进行调节,所获得的4D打印成形的SMP具有优良的形状固定率和形状回复率,以适应不同工作温度的需要。
(3)本发明采用典型的3D打印技术,即紫外光固化设备或数字光处理设备,使光敏树脂成形,并使得获取的树脂成形件具备形状记忆效应,成功实现了4D打印,能够无需模具、整体制造复杂结构的零件。相比于传统的制造方法具有设计制造周期短的优势。
(4)本发明根据光敏树脂的玻璃化温度,通过升温以及降温处理,实现对光敏树脂的光固化成形件进行驱动,展现出成形件优良的形状固定率和形状回复率,较好的满足了4D打印的耗材性能需求。
附图说明
图1是本发明一种用于4D打印的光敏树脂制备、成形及驱动方法的流程图;
图2是按照本发明实施例光敏树脂的制备、成形及成形后形成的热固性交联网络示意图;
图3是按照本发明实施例构建的成形件初始形状为圆环、临时形状为长条的变形-驱动-回复过程示意图;
图4是按照本发明实施例1构建的光敏树脂4D打印成形件变形-驱动-回复过程示意图;
图5是实施例1中的光敏树脂体系不同交联剂含量的成形件的形状固定率随循环次数变化规律;
图6是实施例1中的光敏树脂体系不同交联剂含量的成形件的形状回复率随循环次数变化规律;
图7是实施例1中交联剂含量和形状回复过程需要的时间的关系。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1和图2所示,本发明中,选取单官能度的丙烯酸酯作为单体,多官能度的丙烯酸酯作为交联剂,光引发剂为自由基型,可感知相应波段的紫外光。每100g单体和交联剂的混合物加入0.5g~2g的光引发剂。将粘度较大的交联剂缓慢倒入至粘度相对较小的单体中,再加入光引发剂粉末,将三者的混合物进行超声处理,得到组分均一的光敏树脂。
其中,单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂的质量分数比为1:1~9:1,所述光引发剂的质量为所述单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂总质量的0.5%~2%。单官能度丙烯酸酯单体为丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-β-羟乙酯、异冰片基丙烯酸酯中的任意一种或几种;所述多官能度丙烯酸酯为1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的任意一种或几种。
光引发剂为自由基型光引发剂,优选的,所述自由基型光引发剂为双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰)-(4',4'-二甲基辛基-2)氧化膦、α,α-二乙氧基苯乙酮、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮中的意一种或几种。
作为本发明的优选方案,所述单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂的质量分数比为3:1~7:1,所述光引发剂的质量为所述单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂总质量的1%~1.5%。
如图1和图2所示,本发明还提供一种上述光敏树脂的制备方法,首先向所述单官能度丙烯酸酯单体中加入多官能度丙烯酸酯交联剂,然后再加入光引发剂,混合均匀后进行超声处理,得到光敏树脂。其中,超声处理的时间优选为5min~10min。
本发明还提供一种具有记忆功能的光敏树脂成形件的成形方法,首先,将配置好的树脂缓慢倒入光固化设备的树脂槽中,往设备中导入三维CAD模型使之成形,成形后用酒精浸泡成形件以清洗掉成形件表面残留的树脂;然后,将成形件在紫外固化灯箱中进一步受光照,使成形件内部尚未固化的树脂得到更充分、更完全的固化,固化后即可从紫外固化灯箱中取出。其中,所述光固化设备采用SLA(即紫外光固化设备)或DLP设备(即数字光处理设备),并且所采用的光引发剂能感知的光的波段包含SLA或DLP设备中紫外光的波长。当使用SLA设备时,激光的扫描速率为500mm/s~1000mm/s;当使用DLP设备时,每一次固化层厚可以为20μm~100μm,每层固化的时间为4s~8s。上述酒精浸泡的时间以3min~5min为宜。上述成形件后处理的紫外光的波长应处于光引发剂能够感知的光的波段中,后处理的时间为15min~20min。
具体而言,包括以下步骤:
S11将配置好的树脂缓慢倒入光固化3D打印设备的树脂槽中,往设备中导入三维CAD模型使之成形,成形后用酒精浸泡成形件以清洗掉成形件表面残留的树脂。酒精浸泡的时间为3min~5min;3D打印技术采用紫外光固化设备或数字光处理设备;其中,紫外光固化设备的激光扫描速率为500mm/s~1000mm/s;所述数字光处理设备对所述光敏树脂进行分层固化,每层固化的厚度为20μm~100μm,每层固化的时间为4s~8s。
S12将成形件在紫外固化灯箱中进一步受光照,使成形件内部尚未固化的树脂固化。其中,紫外光的波长范围在所述光引发剂能够感知的光的波长范围内,所述紫外光照射的时间为15min~20min。
如图1-图4所示,本发明提供一种驱动具有形状记忆功能的光敏树脂成形件的驱动方法,该方法包括下列步骤:
S21将初始形状的光敏树脂成形件的温度升高至T1,其中,T1大于所述光敏树脂成形件的玻璃化温度Tg,对所述初始形状的光敏树脂成形件施加外力,使其发生形变,得到临时形状的光敏树脂成形件;
S22保持施加的外力不变,将临时形状的光敏树脂成形件的温度降至T2,其中,T2小于所述光敏树脂成形件的玻璃化温度Tg,使所述临时形状的光敏树脂成形件固定,撤去外力;
S23将温度再次升高至T1,使所述临时形状的光敏树脂成形件回复至初始形状。
步骤S21和步骤S23中采用水浴法升温,步骤S22中采用水浴法降温;优选的,T1为Tg+10℃~Tg+30℃,T2为Tg-10℃~Tg-30℃。
具体而言,光敏树脂成形件的驱动方法包括下列步骤:
S31成形件即为SMP的初始形状,测出成形件的玻璃化温度Tg,将成形的初始形状的温度升高至T1(T1>Tg),施加外力使之在弹性限度内发生形变,得到临时形状;
S32保持施加的外力不变,将临时形状的SMP的温度降至T2,其中,T2小于所述SMP的玻璃化温度Tg,使所述SMP的形变固定,撤去外力;
S33将温度再次升高至T1,则SMP回复至初始形状。
上述步骤S31、S32、S33中温度的改变可以通过不同温度的水浴实现。T1优选为Tg+10℃~30℃,T2优选为Tg-10℃~30℃。
所述步骤S31中的通过上述过程可以粗略评价成形件的形状记忆性能:S32过程撤去外力后形变几乎不发生变化,则表明成形件具有优良的形状固定率;S33过程回复得到的形状和成形的初始形状一致,则表明成形件具有优良的形状回复率;通过记录S32过程的时间,则能反映形状回复的速率。
实施例1
(1)选取丙烯酸叔丁酯90g作为光敏树脂的单体,1,6-己二醇二丙烯酸酯10g作为光敏树脂的交联剂,双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦1g作为光引发剂。将三者混合在一起进行超声处理10min,直至形成无色透明的液体。
(2)将配置好的光敏树脂缓慢倒入光固化设备的树脂槽中,在DLP设备中导入三维CAD模型,即带有缺口的圆环,如图3所示,使之成形,成形参数设置为每次固化层厚20μm,每层固化的时间为5s,成形后用酒精浸泡成形件5min,从而清洗掉成形件表面残留的树脂;
(3)成形件后处理:将成形件在紫外固化灯箱中进一步受光照20min,使成形件内部尚未固化的光敏树脂固化。上述制备与成形过程如图2所示。
(4)将成形的初始形状圆环加热至T1=Tg+20℃,施加外力使其变形为长条状的临时形状,如图3所示;保持外力不变,降温至以下某温度T2=Tg-30℃,撤去外力;再次升温至T1,则形状由临时形状回复至初始形状,完成驱动过程,如图4中的(a)-(g)所示。
实施例2
(1)选取异冰片基丙烯酸酯80g作为光敏树脂的单体,1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯20g作为光敏树脂的交联剂,双(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦1g作为光引发剂。将三者混合在一起进行超声处理10min,直至形成无色透明的液体,得到光敏树脂。
(2)将配置好的光敏树脂缓慢倒入光固化设备的树脂槽中,在DLP设备中导入三维CAD模型使之成形,成形参数设置为每次固化层厚50μm,每层固化的时间为8s,成形后用酒精浸泡成形件5min,从而清洗掉成形件表面残留的光敏树脂;
(3)成形件后处理:将成形件在紫外固化灯箱中进一步受光照20min,使成形件内部尚未固化的光敏树脂固化。
(4)将成形的初始形状圆环加热至T1=Tg+30℃,施加外力使其变形为长条状的临时形状;保持外力不变,降温至以下某温度T2=Tg-10℃,撤去外力;再次升温至T1,则形状由临时形状回复至初始形状,完成驱动过程。
实施例3
(1)选取丙烯酸-β-羟乙酯70g作为光敏树脂的单体,聚乙二醇二甲基丙烯酸酯30g作为光敏树脂的交联剂,α,α-二乙氧基苯乙酮1g作为光引发剂。将三者混合在一起进行超声处理10min,直至形成无色透明的液体。
(2)将配置好的光敏树脂缓慢倒入光固化设备的树脂槽中,在DLP设备中导入三维CAD模型使之成形,成形参数设置为每次固化层厚100μm,每层固化的时间为8s,成形后用酒精浸泡成形件5min,从而清洗掉成形件表面残留的光敏树脂;
(3)成形件后处理:将成形件在紫外固化灯箱中进一步受光照18min,使成形件内部尚未固化的光敏树脂固化。
(4)将成形的初始形状圆环加热至T1=Tg+20℃,施加外力使其变形为长条状的临时形状;保持外力不变,降温至以下某温度T2=Tg-20℃,撤去外力;再次升温至T1,则形状由临时形状回复至初始形状,完成驱动过程。
实施例4
(1)选取异冰片基丙烯酸酯60g作为光敏树脂的单体,聚乙二醇二甲基丙烯酸酯40g作为光敏树脂的交联剂,α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮1.5g作为光引发剂。将三者混合在一起进行超声处理10min,直至形成无色透明的液体。
(2)将配置好的光敏树脂缓慢倒入光固化设备的树脂槽中,在SLA设备中导入三维CAD模型使之成形,成形参数设置为激光扫描速率为800mm/s,成形后用酒精浸泡成形件5min,从而清洗掉成形件表面残留的光敏树脂;
(3)成形件后处理:将成形件在紫外固化灯箱中进一步受光照20min,使成形件内部尚未固化的光敏树脂固化。
(4)将成形的初始形状圆环加热至T1=Tg+10℃,施加外力使其变形为长条状的临时形状;保持外力不变,降温至以下某温度T2=Tg-20℃,撤去外力;再次升温至T1,则形状由临时形状回复至初始形状,完成驱动过程。
实施例5
(1)选取丙烯酸叔丁酯50g作为光敏树脂的单体,1,6-己二醇二丙烯酸酯50g作为光敏树脂的交联剂,α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮2g作为光引发剂。将三者混合在一起进行超声处理8min,直至形成无色透明的液体。
(2)将配置好的光敏树脂缓慢倒入光固化设备的树脂槽中,在SLA设备中导入三维CAD模型使之成形,成形参数设置为激光扫描速率为900mm/s,成形后用酒精浸泡成形件5min,从而清洗掉成形件表面残留的光敏树脂;
(3)成形件后处理:将成形件在紫外固化灯箱中进一步受光照15min,使成形件内部尚未固化的光敏树脂固化。
(4)将成形的初始形状圆环加热至T1=Tg+10℃,施加外力使其变形为长条状的临时形状;保持外力不变,降温至以下某温度T2=Tg-30℃,撤去外力;再次升温至T1,则形状由临时形状回复至初始形状,完成驱动过程。
上述实施例中,施加外力使初始形状变形为临时形状,该施加的外力应当在成形件的弹性限度以内,临时形状可以根据实际应用需要,通过该外力人为设计。
图5显示的是实施例1中的光敏树脂体系不同交联剂含量的成形件的形状固定率随循环次数变化规律,图中可以看出实施例1中光敏树脂体系的4D打印成形件具备优良的形状固定率,尤其是当交联剂的含量较低时,4D打印成形件能经历的循环次数较大,并且可获得高达97%左右的形状固定率。
图6是实施例1中的光敏树脂体系不同交联剂含量的成形件的形状回复率随循环次数变化规律,图中可以看出实施例1中光敏树脂体系的4D打印成形件具备优良的形状回复率,当交联剂的含量较低时,形状回复率越高。当交联剂的含量为10%时且经历14次“变形-回复”的循环后,形状回复率高达100%,即形状可以完全回复。
图7是实施例1中交联剂含量和形状回复时间的关系,图中可以看出回复时间在7s-13s范围内,回复时间越少,则表明回复的速率越快,进一步得出实施例1得到的4D打印成形件有较高的形状回复速率。
通过上述过程可以粗略评价成形件的形状记忆性能:在撤去外力后临时形状的形变几乎不发生变化,则表明成形件具有优良的形状固定率;在回复后得到的形状和成形的初始形状一致,则表明成形件具有优良的形状回复率;通过记录回复过程的时间,则能反映形状回复的速率。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于4D打印的光敏树脂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S11向单官能度丙烯酸酯单体中加入多官能度丙烯酸酯交联剂,然后再加入光引发剂,得到混合物;
S12将所述混合物进行超声处理,直至形成无色透明的液体,得到可用于4D打印的光敏树脂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S11中,所述单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂的质量分数比为1:1~9:1,所述光引发剂的质量为所述单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂总质量的0.5%~2%;
优选的,所述单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂的质量分数比为3:1~7:1,所述光引发剂的质量为所述单官能度丙烯酸酯单体与多官能度丙烯酸酯交联剂总质量的1%~1.5%。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤S11中,所述单官能度丙烯酸酯单体为丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-β-羟乙酯、异冰片基丙烯酸酯中的任意一种或几种;所述多官能度丙烯酸酯为1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的任意一种或几种;
所述光引发剂为自由基型光引发剂,优选的,所述自由基型光引发剂为双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰)-(4',4'-二甲基辛基-2)氧化膦、α,α-二乙氧基苯乙酮、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮中的任意一种或几种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述超声处理的时间为5min~10min。
5.一种具有形状记忆功能的光敏树脂成形件的成形方法,其特征在于,包括以下步骤:
S21采用光固化3D打印设备将由权利要求1-4任一项所述的制备方法制备的光敏树脂打印成形,得到成形件,清洗所述成形件表面残留的光敏树脂;
S22将所述成形件在进行紫外光照射,使所述成形件完全固化,进而获得具有形状记忆功能的光敏树脂成形件。
6.根据权利要求5所述的成形方法,其特征在于,步骤S21中,所述光固化3D打印设备为紫外光固化设备或数字光处理设备;其中,
所述紫外光固化设备的激光扫描速率为500mm/s~1000mm/s;所述数字光处理设备对所述光敏树脂进行分层固化,每层固化的厚度为20μm~100μm,每层固化的时间为4s~8s。
7.根据权利要求5或6所述的成形方法,其特征在于,步骤S21中,采用酒精浸泡法清洗所述成形件表面残留的光敏树脂,所述酒精浸泡的时间为3min~5min;
步骤S22中,所述紫外光的波长处于所述光引发剂能够感知的光的波长范围内,所述紫外光照射的时间为15min~20min。
8.一种光敏树脂成形件的驱动方法,其特征在于,包括以下步骤:
S31将由权利要求5-7任一项所述成形方法制备的初始形状的光敏树脂成形件的温度升高至T1,其中,T1大于所述光敏树脂成形件的玻璃化温度Tg,对所述初始形状的光敏树脂成形件施加外力,使其发生形变,得到临时形状的光敏树脂成形件;
S32保持施加的外力不变,将临时形状的光敏树脂成形件的温度降至T2,其中,T2小于所述光敏树脂成形件的玻璃化温度Tg,使所述临时形状的光敏树脂成形件固定,撤去外力;
S33将温度再次升高至T1,使所述临时形状的光敏树脂成形件回复至初始形状。
9.根据权利要求8所述的驱动方法,其特征在于,步骤S31和步骤S33中采用水浴法升温,步骤S32中采用水浴法降温;优选的,T1为Tg+10℃~Tg+30℃,T2为Tg-10℃~Tg-30℃。
10.根据权利要求8或9所述的驱动方法,其特征在于,步骤S31中,所述外力在所述光敏树脂成形件的弹性限度以内。
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