[发明专利]一种以聚醚醚酮作为原料的选择性激光烧结的应用

说明书

本发明公开了一种以聚醚醚酮作为原料的选择性激光烧结的应用，属于耐热高分子材料领域。一种以聚醚醚酮作为原料的选择性激光烧结的应用，所述聚醚醚酮的应用包括：将1‑丁基‑3‑甲基咪唑溴盐、氯化1,3‑二（2‑甲氧基‑2‑氧乙基）咪唑、1,3‑二（2‑甲氧基‑2‑氧乙基）咪唑六氟磷酸盐、1,3‑二（2‑甲氧基‑2‑氧乙基）咪唑醋酸盐和四甲基胍四氟硼酸盐中的至少一种作为溶剂合成聚醚醚酮。将合成的聚醚醚酮作为选择性激光烧结技术的原料时，可得到粒径分布在30~70μm的粉末状的聚醚醚酮得纯净的产物，且聚醚醚酮的表面光滑，为类球形，且具有高粉料流动性，这使得该聚醚醚酮符合选择性激光烧结技术的要求。

技术领域

本发明涉及耐热高分子材料领域，特别涉及一种以聚醚醚酮作为原料的选择性激光烧结的应用。

背景技术

选择性激光烧结技术(Selected Laser Sintering；SLS)可以打印出与病人身体特征需求完全一致的替代骨骼，尺寸精密度及形状匹配度都远远超过以往合金骨骼的匹配度，因而受到医学界的重视和推广。根据Frenkel烧结颈长方程，影响烧结质量的因素包括粉末原料的表观密度以及粉末原料的颗粒大小等。为了保证选择性激光烧结技术的质量，要求作为选择性激光烧结技术的原料的粒径集中在30～70μm之间，颗粒形貌接近于球形，表观密度在0.3～0.5g/cm³，如果不满足这些要求，会造成烧结过程中铺粉不均，烧结制品表面粗糙，材料各相收缩率不良等。

聚醚醚酮(Poly-Ether-Ether-Ketone；PEEK)是一种分子主链中含有苯环、醚键以及羰基的特种工程塑料。因为聚醚醚酮优异的生物相容性，使得聚醚醚酮在人体骨骼等领域展现了诱人的应用前景，并可作为选择性激光烧结技术材料用于定制出与病人身体特征需求一致的替代骨骼。现有的制备聚醚醚酮的方法是采用4,4'-二氟二苯甲酮和1,4-苯二酚作为原料，以无水碳酸钾和无水碳酸钠作为催化剂，以二苯砜(熔点为334℃)作为溶剂，在140～150℃的起始温度下通过亲核取代反应开始合成产物，温度升温至320℃时反应完全。所得的产物冷却到室温后需要经过研磨，再经过水洗，得到较为纯净的聚醚醚酮，再将得到的聚醚醚酮与微米级的羟基磷灰石共同进行机械混合，并进行选择性激光烧结成形，制得孔隙率较高的复合材料。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在制备聚醚醚酮时，所得的产物需要经过研磨，这使得采用现有技术制备的聚醚醚酮的形貌稳定性比较差，且类球形颗粒比较少，表面粗糙，粒径分布较广，使得制备出的成型的复合材料的尺寸精度低、质量差，且测得采用现有技术制备的聚醚醚酮作为原料经选择性激光烧结技术获得的复合材料的力学性能比其经传统的注塑成型或热压成型方法获得的复合材料要低很多，这使得现有技术制备的复合材料的应用范围很小。

发明内容

为了解决现有技术中复合材料的类球形颗粒比较少，表面粗糙，粒径分布较广的问题，本发明实施例提供了一种以聚醚醚酮作为原料的选择性激光烧结的应用。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种以聚醚醚酮作为原料的选择性激光烧结的应用，所述聚醚醚酮的应用包括：将1-丁基-3-甲基咪唑溴盐、氯化1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑、1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑六氟磷酸盐、1,3-二(2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑醋酸盐和四甲基胍四氟硼酸盐中的至少一种作为溶剂合成聚醚醚酮。

具体地，所述聚醚醚酮的应用包括以下步骤：

(1)在惰性气体下，将二氟单体加入所述溶剂中，使所述二氟单体充分溶解于所述溶剂中，得到二氟溶液；

(2)在惰性气体下，将二酚单体、无水碳酸钾和无水碳酸钠均匀混合后，加入所述二氟溶液中，使所述二酚单体、所述无水碳酸钾和所述无水碳酸钠充分溶解在所述二氟溶液中，得到混合溶液，将所述混合溶液升温至140～200℃，反应至无二氧化碳气体生成时结束反应，得到反应产物，将所述反应产物经过提纯后得到粒径分布在30～70μm的所述聚醚醚酮。