[发明专利]采用熔融沉积成型技术制备孔径可控型纳米多孔结构制件的方法

说明书

本发明具体涉及一种采用熔融沉积成型技术制备孔径可控型纳米多孔结构制件的方法，包括：按照预设粒径，制备二氧化硅微球；将待成型材料与所述二氧化硅微球混合均匀，获得混合料；将所述混合料填充于高分子管材中，获得含料管材；将所述含料管材进行熔融沉积成型打印，获得含二氧化硅微球的成型制件；采用溶剂，将所述含二氧化硅微球的成型制件中的二氧化硅微球进行溶解，获得孔径与所述预设粒径尺寸相同的纳米多孔结构制件；通过本发明方法实现了多孔结构制件的孔径可控，且可实现纳米级别孔隙的定向制造；同时，通过使用高分子管材，拓宽了熔融沉积成型技术成型材料的选择范围，适用性较强，为复合材料和发泡材料的快速制备提供了新的方法。

技术领域

本发明属于材料加工成型相关技术领域，具体涉及一种采用熔融沉积成型技术制备孔径可控型纳米多孔结构制件的方法。

背景技术

熔融沉积成型技术(FDM)是通过将丝状材料如热塑性塑料、蜡或金属的熔丝从加热的喷嘴挤出，按照制件每一层的预定轨迹，以固定的速率进行熔体沉积。每完成一层，工作台下降一个层厚进行迭加沉积新的一层，如此反复最终实现零件的沉积成型。

纳米多孔结构制件，是指材料表面或内部含有纳米级孔洞等结构，具有低密度、高比表面积、高孔隙率、高比强度和高吸附性等特性，在传感器、分离、消声、过滤、催化和吸附等方面得到广泛应用，目前，纳米多孔结构制件孔洞分布及孔径大小不易根据实际需求进行调控，因此，本领域亟需一种结合熔融沉积成型技术以制备孔径可控型纳米多孔结构制件的方法。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的采用熔融沉积成型技术制备孔径可控型纳米多孔结构制件的方法。

本发明实施例提供一种结合熔融沉积成型技术制备孔径可控型纳米多孔结构制件的方法，包括：

按照预设粒径，制备二氧化硅微球；

将待成型材料与所述二氧化硅微球混合均匀，获得混合料；

将所述混合料填充于高分子管材中，获得含料管材；

将所述含料管材进行熔融沉积成型打印，获得含二氧化硅微球的成型制件；

采用溶剂，将所述含二氧化硅微球的成型制件中的二氧化硅微球进行溶解，获得孔径与所述预设粒径尺寸相同的纳米多孔结构制件。

可选的，所述待成型材料包括固态材料或液态材料。

可选的，所述固态材料包括丝状材料或粉末材料，含料管材中，所述固态材料的填充率为0-100％。

可选的，所述液态材料中添加有固化剂，所述液态材料的固化速度与打印速度相同，含料管材中，所述液态材料的填充率为100％。

可选的，所述固态材料包括如下一种：聚偏二氟乙烯、三氟乙烯、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、木质素、壳聚糖、纤维素。

可选的，所述液态材料包括如下一种：聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇树脂、熔融态的聚乙二醇。

可选的，所述高分子管材的材料包括如下一种：PA、PE、PP、PVDF、PLA、ABS、PTFE。

可选的，所述溶剂包括如下至少一种：氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液。

可选的，所述熔融沉积成型打印的打印温度为0℃-600℃。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种孔径可控型纳米多孔结构制件，由上述方法制得。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：