弗吉尼亞理工大學團隊使用直接書寫成功3D打印Kapton

△毫米級的3D打印模型結構

弗吉尼亞理工大學的兩個研究小組開發(fā)了一種3D打印 4,4'-氧二亞苯基 - 均苯四甲酰亞胺（4,4'-oxydiphenylene-pyromellitimide） 的方法，也稱為Kapton。 Kapton用于太空和3D打印機的原因是它在-269到400°C的寬溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。由于其低釋氣率和低溫下的高導熱性，它在真空環(huán)境中形成了良好的熱和電絕緣體。

Kapton存在于許多電子產(chǎn)品中，從電視到智能手機，也是柔性印刷電路和熱毯的理想選擇。但是它難以制造，至少在任何不是薄膜的格式中都是如此。令人驚嘆的熱性能來自全芳烴分子結構，這種結構到目前為止只能用片材生產(chǎn)。該新工藝涉及在含有可光交聯(lián)的丙烯酸酯基團的可溶性前驅(qū)體聚合物上使用掩模 - 投影立體光刻（SLA），其使得光誘導的化學交聯(lián)能夠進行空間控制。然后對3D打印品進行熱處理，以將交聯(lián)的前驅(qū)體聚合物轉化為Kapton。

Timothy Long教授是弗吉尼亞理工大學大分子創(chuàng)新研究所（MII）主任，他與博士后研究員Maruti Hegde是首批發(fā)現(xiàn)之一。他們和他們的研究生團隊一起開發(fā)了第一個聚合物合成設計，使聚酰亞胺可以進行3D打印?！拔覀冞x擇了一種相當普遍的高溫和高強度聚合物 ，因為我們希望能夠?qū)ΜF(xiàn)有技術產(chǎn)生快速影響，”Long說。

為了完善3D打印工藝，該項目隨后轉移到了Christopher Williams實驗室的博士生Viswanath Meenakshisundaram和Nicholas Chartrain手中。Williams解釋說，“現(xiàn)在我們可以3D打印這些材料，我們可以開始設計并將它們打印成更復雜的3D形狀，這使我們能夠在更廣泛的應用范圍內(nèi)利用它們的優(yōu)異性能?！彼麄兡軌虍a(chǎn)生一個非常小的棋子和格子結構，展示了可能的設計的復雜性。

經(jīng)過一年的材料在極熱和極冷下的性能測試，他們的工作發(fā)表在Advanced Materials Journal上。 正如威廉姆斯所指出的那樣，這一突破將有助于創(chuàng)造更多定制解決方案，“我們可以想象這被用于打印衛(wèi)星結構，用作高溫過濾器或高溫流動噴嘴?！?br />

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201701240

編譯自：3ders