AmBeed解析：一种来自废弃聚乳酸的增压高性能3D打印树脂

2024年6月1日，张锦文课题组在Chemical Engineering Journal（IF=13.3）发表题为《Unleashing the potential of waste: A supercharged high-performance 3D printing resin from discarded polylactic acid》的文章。

目前限制增材制造/3D打印技术发展的不在于人们的想象力，而在于可以打印的材料。尽管增材制造工艺可以创建任何几何形状，但是可用的应用程序通常受到零件机械强度，玻璃化转变温度和热变形温度的影响，这些因素对基于聚合物的打印非常重要。在此作者介绍一种由聚乳酸（PLA）塑料废料氨解得到的简单配方，即N-乳酰基乙醇胺（N-LEA）。然后，N-LEA与过量甲基丙烯酸酐反应，形成一种用于MSLA 3D打印的光交联树脂，得到的3D打印零件具有一系列令人印象深刻的性能，在市场和研究文献中的工程级3D打印树脂无法达到这些性能。3D打印零件的超高抗拉强度为131.7 MPa，玻璃化转变温度约为190℃，热变形温度为162.6℃。这项研究展示了一种真正的升级循环方法，用简单有效的方式将PLS废物转化为增值产品，同时扩大了可以用于光固化增材制造的高性能材料组合。

亮点：

1，一种将废弃的PLA转化为增值前体N-LEA的实用方法。

2，直接N-LEA功能化可产生高性能的3D打印树脂。

3，无与伦比的树脂在拉伸和热性能方面超越了所有工程树脂。

4，通过MSLA 3D打印展示即用型超高性能产品。

为了最大限度地发挥PLA废料的潜力，作者实现了一种废料升级循环的方法，用乙醇胺对PLA进行氨解，得到一种高纯度单体N-乳酰基乙醇胺（N-LEA）。随后，N-LEA与过量甲基丙烯酸酐反应，得到二甲基丙烯酸酯（DME）。由DME,副产物（甲基丙烯酸作为活性稀释剂）和过量甲基丙烯酸酐组成的反应混合物，无需分离，直接用作基于光聚合3D打印的光固化树脂。3D打印零件具有市场上最强的光固化3D打印树脂无法比拟的一系列性能。这项工作为通过绿色和升级循环的方法生产工程级3D打印树脂开辟了一条新途径。

研究所用的(Phenylphosphoryl)bis(mesitylmethanone)，CAS:162881-26-7来源于AmBeed

本文共一作者为Yu-Chung Chang 和 Wangcheng Liu

Chemical Engineering Journal（IF=13.3）

DOI: 10.1016/j.cej.2024.151250