弗吉尼亚理工大学团队使用直接书写成功3D打印Kapton

△毫米级的3D打印模型结构

弗吉尼亚理工大学的两个研究小组开发了一种3D打印 4,4'-氧二亚苯基 - 均苯四甲酰亚胺（4,4'-oxydiphenylene-pyromellitimide） 的方法，也称为Kapton。 Kapton用于太空和3D打印机的原因是它在-269到400°C的宽温度范围内保持稳定。由于其低释气率和低温下的高导热性，它在真空环境中形成了良好的热和电绝缘体。

Kapton存在于许多电子产品中，从电视到智能手机，也是柔性印刷电路和热毯的理想选择。但是它难以制造，至少在任何不是薄膜的格式中都是如此。令人惊叹的热性能来自全芳烃分子结构，这种结构到目前为止只能用片材生产。该新工艺涉及在含有可光交联的丙烯酸酯基团的可溶性前驱体聚合物上使用掩模 - 投影立体光刻（SLA），其使得光诱导的化学交联能够进行空间控制。然后对3D打印品进行热处理，以将交联的前驱体聚合物转化为Kapton。

Timothy Long教授是弗吉尼亚理工大学大分子创新研究所（MII）主任，他与博士后研究员Maruti Hegde是首批发现之一。他们和他们的研究生团队一起开发了第一个聚合物合成设计，使聚酰亚胺可以进行3D打印。“我们选择了一种相当普遍的高温和高强度聚合物 ，因为我们希望能够对现有技术产生快速影响，”Long说。

为了完善3D打印工艺，该项目随后转移到了Christopher Williams实验室的博士生Viswanath Meenakshisundaram和Nicholas Chartrain手中。Williams解释说，“现在我们可以3D打印这些材料，我们可以开始设计并将它们打印成更复杂的3D形状，这使我们能够在更广泛的应用范围内利用它们的优异性能。”他们能够产生一个非常小的棋子和格子结构，展示了可能的设计的复杂性。

经过一年的材料在极热和极冷下的性能测试，他们的工作发表在Advanced Materials Journal上。 正如威廉姆斯所指出的那样，这一突破将有助于创造更多定制解决方案，“我们可以想象这被用于打印卫星结构，用作高温过滤器或高温流动喷嘴。”


论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201701240

编译自：3ders