Фотополимерная композиция для изготовления термостойких объектов методом лазерной стереолитографии



Фотополимерная композиция для изготовления термостойких объектов методом лазерной стереолитографии
Фотополимерная композиция для изготовления термостойких объектов методом лазерной стереолитографии
Фотополимерная композиция для изготовления термостойких объектов методом лазерной стереолитографии
Фотополимерная композиция для изготовления термостойких объектов методом лазерной стереолитографии

Владельцы патента RU 2684387:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) (RU)

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям для использования в технологиях быстрого получения термостойких изделий методом лазерной стереолитографии. Описывается фотополимерная композиция, включающая акриламидные компоненты, фотоинициатор - 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанон-1 и поли-м-фениленизофталамид в качестве термостойкой матрицы. Предложенная композиция обладает достаточной фоточувствительностью для изготовления трехмерных термостойких изделий произвольной формы в условиях лазерной 3D стереолитографии с использованием экономичных и малогабаритных лазеров λ=405 нм с термостойкостью 370-390°С и прочностью на разрыв 86,8-90,3 МПа. 4 пр.

 

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям (ФПК) на основе акриламидного компонентов, фотоинициатора - 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанона-1 и поли-м-фениленизофталамида используемого в качестве термостойкой матрицы. Такая композиция при действии лазерного импульсного излучения образовывает трехмерные структуры заданной архитектуры с повышенной термо- и теплостойкостью, которые могут быть использованы в различных отраслях промышленности.

Наиболее пригодными ФПК для лазерной стереолитографии традиционно являются составы на основе акриловых и метакриловых кислот, описанные, например, в патентах РФ 2244335 и 2515991. Однако, общим недостатком таких ФПК является низкие значения термо- и теплостойкости получаемых изделий на их основе.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание ФПК, которые при действии лазерного излучения с длинной волны 405 нм, образуют трехмерные изделия с температурой эксплуатации 370-390°С и прочностью при разрыве 86,8-90,3 МПа (ГОСТ 11262-80, 14359-69). Такой результат достигается за счет использования ФПК на основе поли-м-фениленизофталамида с молекулярной массой 60 кДа и акриламидных соединений. Последние при действии лазерного излучения полимеризуются и переплетаются с макромолекулами полиамида в момент получения В результате формируются химически не связаные, но механически не разделимые полувзаимопроникающие полимерные сетки, обеспечивающие комплекс эксплуатационных характеристик.

В качестве акриламидных сшивающих компонентов используются:

диакриламид [ди(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида

диакриламид [пента(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида

4,4'-диакриламидодифенилфталид

4,4'-диакриламидодифениловый эфир

ФПК имеет следующий состав (%, мас.):

поли-м-фениленизофталамид - 20;

акриламидный компонент - 2;

N,N'-диметилакриламид - 76;

2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанон-1 - 2.

Фотоотверждение композиций осуществляли с использованием твердотельного лазерного модуля с диодной накачкой MDL-III-405 (CNIlaser) со следующими характеристиками: длина волны 405 нм, мощность излучения от 1 до 100 мВт, диаметр пучка на выходной апертуре ~ 2,5 мм, расходимость пучка (полный угол) 0,5 мрад. Подвод лазерного излучения производили снизу, перпендикулярно поверхности фотокомпозиции. Фокусировку лазерного излучения осуществляли при помощи F-theta объектива (фокусное расстояние 160 мм), а для перемещения лазерного излучения использовали однозеркальный гальваносканер LScanH-10 (Атеко) с основными параметрами: диапазон сканирования ± 6°; максимальная скорость сканирования - до 480%; поле обработки (в текущем эксперименте) 30×30 мм.

Полученные таким образом материалы заданной геометрической формы согласно данным синхронного термического анализа (ТГ-ДТА/ДСК STA 449 C14/G Jupiter (Netzsch), на воздухе при скорости нагревания 5 град/мин) не плавятся вплоть до начала деструкции, которая происходит при 370-390°С, что свидетельствует об их высокой термостойкости.

Предлагаемый способ подтверждается следующими нижеприведенными примерами.

Пример 1. В 4,3675 г N,N'-диметилакриламида добавляли 1,1493 г поли-м-фениленизофталамида и 0,1149 г 4,4'-диакриламидодифенилфталида и смешивали с 0,1149 г инициатором фотополимеризации 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанона-1 и интенсивно перемешивали до полной гомогенизации. Полученную композицию подвергали лазерной стереолитографии с λ=405 нм. В результате получали изделие, которое после тщательного промывания и сушки начинало деструктировать на воздухе при 370°С. Образцы имеют следующие механические характеристики: прочность на разрыв 87,9±0,9 МПа, относительное удлинение при разрыве 3,6±0,1%, модуль Юнга 2115,2±1,5МПа.

Пример 2. В 4,3675 г N,N'-диметилакриламида добавляли 1,1493 г поли-м-фениленизофталамида и 0,1149 г г 4,4'-диакриламидодифенилового эфира и смешивали с 0,1149 г г инициатором фотополимеризации 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанона-1 и интенсивно перемешивали до полной гомогенизации. Полученную композицию подвергали лазерной стереолитографии с λ=405 нм. В результате получали изделие, которое после тщательного промывания и сушки начинало деструктировать на воздухе при 375°С. Образцы имеют следующие механические характеристики: прочность на разрыв 88,5±1,3 МПа, относительное удлинение 3,1±0,2%, модуль Юнга 1887,7±1,4МПа.

Пример 3. В 4,3675 г N,N'-диметилакриламида добавляли 1,1493 г поли-м-фениленизофталамида и 0,1149 г диакриламида [ди(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида и смешивали с 0,1149 г инициатором фотополимеризации 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутаноиа-1 и интенсивно перемешивали до полной гомогенизации. Полученную композицию подвергали лазерной стереолитографии с λ=405 нм. В результате получали изделие, которое после тщательного промывания и сушки начинало деструктировать на воздухе при 378°С. Образцы имеют следующие механические характеристики: прочность на разрыв 87,9±1,1 МПа относительное удлинение 3,5±0,2%, модуль Юнга 2153,8±1,9 МПа.

Пример 4. В 4,3675 г N,N'-диметилакриламида добавляли 1,1493 г поли-м-фениленизофталамида и 0,1149 г диакриламида [пента(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида и смешивали с 0,1149 г инициатором фотополимеризации 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанона-1 и интенсивно перемешивали до полной гомогенизации. Полученную композицию подвергали лазерной стереолитографии с λ=405 нм. В результате получали изделие, которое после тщательного промывания и сушки начинало деструктировать на воздухе при 390°С. Образцы имеют следующие механические характеристики: прочность на разрыв 88,9±1,4 МПа, относительное удлинение 3,7±0,3%, модуль Юнга 2147,4±3,6 МПа.

Как видно из приведенных примеров, фотополимерная композиция выгодно отличается тем, что проста в получении, не требует эксикатора и вакуума для удаления пузырьков. В процессе фотополимеризации отсутствует выделение побочных продуктов. Полученные структуры после сшивки по кратным связям в трехмерный полимер обладают термостойкостью до 390°С.

Вышеперечисленный комплекс практически полезных свойств, полученных ФПК определяет положительный эффект изобретения. Полученные ФПК могут быть использованы в стериолитографии для получения термо- и теплостойких изделий заданной архитектуры.

Фотополимеризующаяся композиция для изготовления термостойких материалов лазерной стериолитографией с использованием излучения λ=405 нм следующего состава, мас.%:

поли-м-фениленизофталамид 20

в качестве акриламидного компонента могут выступать

4,4'-диакриламидодифенилфталид, 4,4'-диакриламидодифениловый эфир, диакриламидо [ди(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида, диакриламидо [пента(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида 2
N,N'-диметилакриламид 76
2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанон 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к чувствительным к излучению негативным композициям и печатающим элементам на их основе. .

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям для изготовления сетчатых трафаретов и может быть использовано в радиотехнической, приборостроительной, полиграфической промышленности.

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям для использования в технологиях получения изделий методом лазерной стереолитографии. Композиция включает поли(N-аллил(2,2'-м-фенилен)-5,5'-дибензимидазолоксид), N,N'-диметилакриламид, акриламидный компонент, выбранный из 4,4'-дифенилфталиддиакриламида, 4,4'-оксидифенилдиакриламида, диакриламид[ди(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида, диакриламид[пента(4,4'-дифенилоксидизофталоиламидо)]-фенил-4'-фенилоксида, и фотоинициатор 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутанон-1.

Изобретения касаются фотополимерной композиции, включающей полимеры матрицы, записывающие мономеры и фотоинициаторы, и применения этой фотополимерной композиции для изготовления голографических сред.

Изобретение относится к способу изготовления экспонированных голографических сред. Голографическая среда содержит фотополимерную композицию с регулируемым механическим модулем GUV в пределах от 0,1 до 160 МПа и Δn≥0,008.

Изобретения относятся к жидкой композиции для получения фотополимеризационноспособной пленки для записи голограмм, способу получения такой жидкой композиции и способу получения фотополимеризационноспособной пленки.

Изобретение относится к жидким фотополимеризующимся композициям для использования в технологиях быстрого изготовления моделей-прототипов методом лазерной стереолитографии.

Изобретение относится к области записи информации на основе реакции полимеризации, а именно голографической записи. .

Изобретение относится к фотозащитным покрытиям в электронной промышленности, в частности к созданию защитной маски для нанесения локальных гальванических покрытий и при проведении пайки волной припоя в технологии изготовления печатных плат методом трафаретной печати.

Изобретение относится к фотографической химии, а именно к способу изготовления бромйодсеребряной фотографической эмульсии, предназначенной для производства различных видов фотографических материалов - любительских и профессиональных кино- и фотопленок, рентгенографических, фототехнических пленок, аэрофотопленок.

Изобретение относится к фотографической химии, а именно к способу изготовления бромйодсеребряной эмульсии, и может быть использовано при изготовлении различных видов черно-белых фотографических материалов.

Изобретение относится к радиографическим медицинским материалам, используемым для флюорографии, маммографии и ангиографии. .

Изобретение относится к радиографическим материалам для регистрации рентгеновского излучения и дефектоскопии. .

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям для использования в технологиях быстрого получения термостойких изделий методом лазерной стереолитографии. Описывается фотополимерная композиция, включающая акриламидные компоненты, фотоинициатор - 2-бензил-2-диметиламино-1--бутанон-1 и поли-м-фениленизофталамид в качестве термостойкой матрицы. Предложенная композиция обладает достаточной фоточувствительностью для изготовления трехмерных термостойких изделий произвольной формы в условиях лазерной 3D стереолитографии с использованием экономичных и малогабаритных лазеров λ405 нм с термостойкостью 370-390°С и прочностью на разрыв 86,8-90,3 МПа. 4 пр.

Наверх