【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及快速成型技术，具体涉及一种水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3d打印树脂和方法。
技术介绍
1、增材制造(am)，即3d打印，是一种基于计算机辅助设计(cad)模型数据的技术，通过逐层沉积材料创造具有几何形状的产品。其中，光固化3d打印(如dlp和sla)因其能够生成高分辨率、复杂结构而受到青睐。
2、光固化3d打印可以利用其高精度成型直接打印得到多孔网格结构，但是其孔结构通常较大，在几百微米以上。通过直接3d打印无法得到孔径更小的多孔结构。一种方法是在光固化树脂中引入致孔剂作为模板，在打印完成之后通过加热分解或者溶解移除模板，最终得到孔结构。如公开号为cn114767926a的中国专利公开了一种3d打印自组装的介孔生物玻璃多孔支架的方法，包括一个制备两端丙烯酰化改性的模板剂的步骤，一个使用改性模板剂制备并处理获得mbg溶胶的步骤，向mbg溶胶内加入光引发剂混合均匀后，使用3d打印机在紫外光照下将溶胶打印为多孔支架，烘干后，煅烧得到支架材料。以及公开号为cn113998681a的中国专利公开了一种利用3d打印制备碳纳米管-碳复合泡沫材料的制备方法：利用3d打印的泡沫结构为模板在惰性气体的保护下高温碳化形成疏松多孔的碳骨架，再利用化学气相沉积法在碳骨架上沉积碳纳米管，形成碳纳米管-碳复合多孔泡沫材料。
3、在光固化树脂中引入致孔剂作为模板的主要问题是，致孔剂的引入会显著增加光固化树脂的粘度，影响光固化3d打印的工艺过程，造成打印不稳定、打印速度降低、打印精度下降等。
技术
1、本专利技术的目的在于提供一种水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3d打印树脂和方法，采用本专利技术所提供的树脂的3d打印方式简单，打印速度快，并且打印后的多孔聚丙烯酰胺可以在水中快速溶解，不需要高温或者特殊ph条件。
2、本专利技术所提供的技术方案为：
3、一种水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3d打印树脂，包含如下成分：丙烯酰胺、相分离溶剂和光引发剂；其中，相分离溶剂为丙烯酰胺的良溶剂，聚丙烯酰胺的不良溶剂。
4、本专利技术提供的技术方案的机理是聚合诱导相分离：丙烯酰胺在相分离溶剂中是溶解的，但是光引发聚合过程中，随着聚丙烯酰胺分子量的增大，聚丙烯酰胺在相分离溶剂中的溶解度急剧下降，导致聚丙烯酰胺从相分离溶剂中沉淀出来，形成微孔结构。
5、在本专利技术中，相分离溶剂的选择是一个关键因素，其选择标准是对丙烯酰胺有高溶解度的同时对聚丙烯酰胺有低溶解度。作为优选，本专利技术中的相分离溶剂为二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)、乙醇、甲醇中的一种或几种。
6、本专利技术中，原料丙烯酰胺通过光引发自由基聚合的机理反应生成聚丙烯酰胺。光引发剂优选为苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦或2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。
7、本专利技术中，使用上述光固化3d打印树脂进行3d打印后可以制备得到在水中溶解的多孔聚丙烯酰胺材料。
8、作为优选，所述光固化3d打印树脂包含自由基链转移剂。多孔聚丙烯酰胺材料的溶解性和聚丙烯酰胺的分子量相关。分子量可以通过引入自由基链转移剂来控制，自由基链转移剂越多，分子量越小，溶解性越好。
9、作为优选，自由基链转移剂是一类脂肪族硫醇化合物。进一步优选，自由基链转移剂可以选自戊硫醇、辛硫醇、葵硫醇、正十二硫醇、正十八硫醇的一种或几种。
10、作为优选，所述树脂包含质量分数为40-80％的丙烯酰胺和质量分数为20-60％的相分离溶剂；以及包括占丙烯酰胺和相分离溶剂总质量0.01-3％的光引发剂，和占丙烯酰胺和相分离溶剂总质量0-5％的自由基链转移剂。
11、优选的，所述水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3d打印树脂还包括颜料，为有机颜料、紫外固化色浆、金属络合物染料中的一种或多种，具体可以为碱性紫等。
12、本专利技术同时提供了一种水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3d打印方法，包含如下步骤：
13、a.将上述树脂使用光固化3d打印设备打印成三维结构；
14、b.将步骤a中的三维结构加热去除相分离溶剂，得到水溶性多孔聚丙烯酰胺模型。
15、作为优选，步骤a中树脂包含质量分数为40-80％的丙烯酰胺和质量分数为20-60％的相分离溶剂；以及包括占丙烯酰胺和相分离溶剂总质量0.01-3％的光引发剂，和占丙烯酰胺和相分离溶剂总质量0-5％的自由基链转移剂。
16、其中：步骤a中光固化3d打印设备为dlp 3d打印机、sla3d打印机或lcd 3d打印机；步骤b中加热温度为45-70℃，可通过置于烘箱中加热。
17、需要指出的是，上述光固化3d打印树脂中并不含任何交联剂，但是依旧能固化成型，这也是因为聚合诱导相分离的作用。同时，正是因为不含任何交联剂，得到的聚丙烯酰胺可以在水中快速溶解，不需要特殊的条件如高温、ph。
18、同现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
19、(1)本专利技术是基于聚合诱导相分离的非交联聚丙烯酰胺光固化成型，不需要额外添加致孔剂；
20、(2)本专利技术打印后的多孔聚丙烯酰胺模型可以在水中快速溶解，不需要特殊的条件如高温、ph。
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1.一种水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3D打印树脂，其特征在于，所述光固化3D打印树脂包含如下成分：丙烯酰胺、相分离溶剂和光引发剂；其中，相分离溶剂为丙烯酰胺的良溶剂，聚丙烯酰胺的不良溶剂。
2.根据权利要求1所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3D打印树脂，其特征在于，所述相分离溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醇或甲醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3D打印树脂，其特征在于，所述光引发剂为苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦或2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。
4.根据权利要求1所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3D打印树脂，其特征在于，所述光固化3D打印树脂包含自由基链转移剂。
5.根据权利要求4所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3D打印树脂，其特征在于，所述自由基链转移剂为脂肪族硫醇化合物，选自戊硫醇、辛硫醇、葵硫醇、正十二硫醇或正十八硫醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1或4所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3D打印树脂，其特征在于，所述树脂包含质量分数为40
7.一种水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3D打印方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：
8.根据权利要求7所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3D打印方法，其特征在于，所述步骤a中，树脂包括质量分数为40-80％的丙烯酰胺和质量分数为20-60％的相分离溶剂；以及包括占丙烯酰胺和相分离溶剂总质量0.01-3％的光引发剂，和占丙烯酰胺和相分离溶剂总质量0-5％的自由基链转移剂。
9.根据权利要求7所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3D打印方法，其特征在于，所述步骤a中，所述光固化3D打印设备为DLP 3D打印机、SLA 3D打印机或LCD 3D打印机。
10.根据权利要求8所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3D打印方法，其特征在于，所述步骤b中，加热温度为45-70℃。
...【技术特征摘要】
1.一种水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3d打印树脂，其特征在于，所述光固化3d打印树脂包含如下成分：丙烯酰胺、相分离溶剂和光引发剂；其中，相分离溶剂为丙烯酰胺的良溶剂，聚丙烯酰胺的不良溶剂。
2.根据权利要求1所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3d打印树脂，其特征在于，所述相分离溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醇或甲醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3d打印树脂，其特征在于，所述光引发剂为苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦或2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。
4.根据权利要求1所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3d打印树脂，其特征在于，所述光固化3d打印树脂包含自由基链转移剂。
5.根据权利要求4所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3d打印树脂，其特征在于，所述自由基链转移剂为脂肪族硫醇化合物，选自戊硫醇、辛硫醇、葵硫醇、正十二硫醇或正十八硫醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1或4所述的水溶性多孔聚丙烯酰胺的光固化3d...
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