System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种光固化打印高精度凝胶材料及其制备方法技术_技高网
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一种光固化打印高精度凝胶材料及其制备方法技术

技术编号:43281179 阅读:10 留言:0更新日期:2024-11-12 16:04
本发明专利技术属于光固化打印领域,具体涉及一种光固化打印高精度凝胶材料及其制备方法。本发明专利技术提供了一种光固化打印高精度凝胶材料及其制备方法,通过采用单体N‑乙烯基吡咯烷酮(VP)作为溶剂,单体丙烯酰胺(AM)作为溶质来制备凝胶材料,该凝胶材料通过3D打印制备出来的水凝胶具有较高力学性能,能够实现高打印精度;且丙烯酰胺在N‑乙烯基吡咯烷酮溶液中发生了相分离行为,其可以调控光的空间分布,从而实现光的高效利用和单体的聚合反应调控,从而进行高精度凝胶光固化打印。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光固化打印领域,具体涉及一种光固化打印高精度凝胶材料及其制备方法


技术介绍

1、目前,由于水凝胶具有良好的生物相容性,因此光固化打印凝胶在生物医学、组织工程等领域中应用广泛,但是,由于凝胶材料本征疏松多孔结构,导致其打印精度和力学性能不高。现有的技术方案难以实现50微米孔隙以下的亚微米高精度水凝胶3d打印,例如挤出式3d打印,是目前制备水凝胶的主流方法,其打印精度往往在100um以上。近年来兴起的双光子3d打印技术能够实现亚微米尺寸的打印,但是双光子打印设备昂贵,打印速度慢,打印效率低,打印尺寸小,严重制约打印技术的应用。

2、目前的光固化打印技术,虽然已经研究出很多固化速度快,材料来源广泛的凝胶材料,打印精确度和力学性能得到进一步的提升,但是也很难达到50um孔隙以下的亚微米高精度凝胶打印以及超高力学性能。

3、有鉴于此,特提出本申请。


技术实现思路

1、基于上述目的,本申请提供了一种光固化打印高精度凝胶材料及其制备方法,通过采用单体n-乙烯基吡咯烷酮(vp)作为溶剂,单体丙烯酰胺(am)作为溶质来制备凝胶材料,该凝胶材料通过3d打印制备出来的水凝胶具有较高力学性能,能够实现高打印精度;且丙烯酰胺在n-乙烯基吡咯烷酮溶液中发生了相分离行为,其可以调控光的空间分布,从而实现光的高效利用和单体的聚合反应调控,从而进行高精度凝胶光固化打印。

2、为达到上述目的,本申请的第一技术方案提供了一种光固化打印高精度凝胶材料,包括丙烯酰胺、n-乙烯基吡咯烷酮、交联剂、引发剂、光吸收剂。

3、进一步的,所述丙烯酰胺和n-乙烯基吡咯烷酮添加质量比为(1:9)~(3.5:6.5)。

4、优选的,所述丙烯酰胺和n-乙烯基吡咯烷酮添加质量比为3.5:6.5。

5、优选的,所述交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、所述引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐、所述光吸收剂为姜黄素。

6、优选的,以丙烯酰胺和n-乙烯基吡咯烷酮总质量为1,所述聚乙二醇二丙烯酸酯、苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐、姜黄素的添加量为1:0.02:0.003:0.0012。

7、本申请的第二技术方案提供了所述光固化打印高精度凝胶材料的制备方法,包括:

8、混合搅拌丙烯酰胺与n-乙烯基吡咯烷酮得到澄清溶液;

9、向澄清溶液中加入交联剂、引发剂和光吸收剂,混合均匀,得到光固化打印高精度凝胶材料。

10、本专利技术具有如下有益效果:本申请以n-乙烯基吡咯烷酮作为溶剂,丙烯酰胺作为溶质混合而成的凝胶溶液进行共聚,相较于现有技术利用水或者乙醇溶液作为溶剂的实现方式,本申请得到的凝胶具有更优异的力学性能,为高精度的三维结构提供了强力支撑,能够实现高精度打印,将打印精度控制在50um以下,特别是当丙烯酰胺和n-乙烯基吡咯烷酮的添加质量比为3.5:6.5时,其打印精度可以控制在1um左右。

11、本申请丙烯酰胺在n-乙烯基吡咯烷酮中发生了相分离行为,该行为可以调控光的空间分布,实现光的高效利用和单体的聚合反应调控,从而在实现高精度打印的同时还可以实现光固化打印。

12、本申请交联剂优选为乙二醇二丙烯酸酯、引发剂优选为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐、光吸收剂优选为姜黄素,乙二醇二丙烯酸酯易溶于n-乙烯基吡咯烷酮,使得交联剂发挥的作用更强,引发剂能够在405nm的紫外光照下分解为自由基的苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐,姜黄素能够在405nm的紫外光照下很好的调控打印速率以及打印分辨率,从而使得本申请相对与现有技术,在405nm下的紫外光下打印时,能够明显提高打印精度。

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【技术保护点】

1.一种光固化打印高精度凝胶材料,其特征在于,包括丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、交联剂、引发剂、光吸收剂。

2.根据权利要求1所述凝胶材料,其特征在于,所述丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮添加质量比为(1:9)~(3.5:6.5)。

3.根据权利要求1所述凝胶材料,其特征在于,所述丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮添加质量比为3.5:6.5。

4.根据权利要求1所述凝胶材料,其特征在于,所述交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、所述引发剂为苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐、所述光吸收剂为姜黄素。

5.根据权利要求4所述凝胶材料,其特征在于,以丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮总质量为1,所述聚乙二醇二丙烯酸酯、苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐、姜黄素的添加量为1:0.02:0.003:0.0012。

6.根据权利要求1-5任一所述光固化打印高精度凝胶材料的制备方法,其特征在于,包括:

【技术特征摘要】

1.一种光固化打印高精度凝胶材料,其特征在于,包括丙烯酰胺、n-乙烯基吡咯烷酮、交联剂、引发剂、光吸收剂。

2.根据权利要求1所述凝胶材料,其特征在于,所述丙烯酰胺和n-乙烯基吡咯烷酮添加质量比为(1:9)~(3.5:6.5)。

3.根据权利要求1所述凝胶材料,其特征在于,所述丙烯酰胺和n-乙烯基吡咯烷酮添加质量比为3.5:6.5。

4.根据权利要求1所述凝胶材料,其特征在于,所述交联...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄纪刚文城查湘军陈政达
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:

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