
聚乙二醇 200 来改造环氧树脂,然后和丙烯酸进行酯化反应,这样就能做出聚乙二醇 200 改性环氧丙烯酸酯树脂。之后把它和环氧丙烯酸酯树脂(简单说就是 EPA)、粘度低的二缩三丙二醇二丙烯酸酯(叫 Tripropylene Glycol Diacrylate,简称 TPGDA)、光引发剂 2,4,6 - 三甲基苯甲酰基 - 二苯基氧化膦(叫 Diphenyl(2,4,6 - trimethylbenzoyl)Phosphine Oxide,简称 TPO)、聚乙烯蜡浆按照不同的质量比例混合均匀。通过测试 3D 打印固化后样条的力学性能,看看打印出来的细节效果,还有观察断面微观形貌图这些办法,找出综合性能最好的配方。

用双羟基醇来改造环氧树脂 E51 的时候,得选更合适的种类。双羟基醇分脂肪族和芳香族。环氧树脂分子里有刚性很强的苯环,这就使得树脂固化后柔韧性不好,所以应该选脂肪族双羟基醇加到环氧树脂的主链里,不能再弄进去太多苯环了。另外呢,双羟基醇的分子量也要选合适的。在环氧树脂分子链里加进长度合适的柔性链段,能让链自由弯曲、旋转的能力变强,这样树脂固化后就能有很好的柔韧性,还能把粘度降下来。要是加进去的链段太长了,树脂分子链就会太长,相对分子质量变大,直接就会让粘度变得特别大。所以综合考虑,选聚乙二醇 200 当环氧树脂 E51 的改性剂是比较好的。

环氧树脂 E51 有一小部分环氧基会开环,和聚乙二醇 200 发生改性反应。合适的催化剂还有合适的用量能减少副反应,让主反应的转化率提高,这样就能得到性能好的产物。副反应会让部分树脂出现支化和交联的情况,这对降低树脂粘度没好处,甚至还会让粘度变得特别大。改性环氧树脂剩下的环氧基在催化剂的作用下开环,和丙烯酸的羧基发生酯化反应,最后就做出改性环氧丙烯酸酯了。不过酯化反应是放热反应,保温效应容易让碳碳双键自己聚合,严重的话会爆聚变成凝胶,这样不光会损失一部分光固化活性不饱和基团,对产品的 3D 打印性能影响很大,还会让产品颜色变深,这对 3D 打印构件的外观不好。所以加阻聚剂是很有必要的,而且还能防止树脂在储存的时候聚合变成凝胶。温度越高,酸值下降得就越快,也就是说丙烯酸酯化反应的速度越快。反应时间在 0 到 1 小时的时候,90℃和 100℃这两个体系的酸值减少量差不多;超过 1 小时之后,100℃的下降速度就变快了,这是因为丙烯酸的羧基和环氧基反应的时候,体系里有效基团的浓度降低了,反应速度就变慢了。适当提高反应温度能缩短反应时间,不过也要注意温度太高容易让碳碳双键聚合,导致体系变成凝胶,所以反应温度最好别超过 100℃,控制在 90 到 100℃比较好。称好一定量的 TPO 光引发剂、蜡浆、TPGDA 单体、上面自己做的改性环氧丙烯酸酯树脂(叫 Modified Epoxy Acrylate,简称 MEA)、环氧丙烯酸酯树脂(叫 EpoxyAcrylate,简称 EA),按顺序依次倒到单口圆底烧瓶里,在室温下把圆底烧瓶放在超声波清洗仪里分散,同时用电动智能数显搅拌器搅拌均匀,搅拌速度设成 500 转每分钟,搅拌和分散时间都是 1 小时。