Żywica fotopolimerowa z oleju sojowego i ligniny

Żywica fotopolimerowa z oleju sojowego i ligniny

Naukowcy z Uniwersytetu Wileńskiego i Uniwersytetu Technicznego w Kownie opracowali metodę wytwarzania żywic fotopolimerowych na bazie oleju sojowego i ligniny, rezygnując z konieczności używania substancji ropopochodnych.

Zdecydowana większość materiałów do druku 3D powstaje na bazie ropy naftowej, której dostępność – jako zasobu nieodnawialnego – nieuchronnie maleje. Przetwarzanie ich wiąże się również z negatywnym wpływem na środowisko pod postacią, między innymi, zmian klimatu i zanieczyszczenia środowiska. W związku z tym, pożądane są wszelkie sposoby ograniczenia zużycia paliw kopalnych oraz pochodzących z nich tworzyw sztucznych, na rzecz zasobów odnawialnych i „plastików przyjaznych środowisku”. O ile jednak co chwilę pojawiają się doniesienia o nowym rodzaju filamentu powstającego z recyklingu lodówek czy odpadów żywnościowych, a kolejni producenci włączają do oferty ekologiczne materiały do druku FFF, tak technologie bazujące na utwardzaniu żywic fotopolimerowych do tej pory nie doczekały się wyboru w materiałach „ekologicznych”.

Najpopularniejsze w technologii SLA i jej pokrewnych są żywice epoksydowe i akrylowe. Jak wskazują w swojej publikacji naukowcy, żywice na bazie epoksydów charakteryzują się niskim skurczem i bardzo dobrą wytrzymałością strukturalną, podczas gdy materiały akrylanowe są bardzo wrażliwe na promieniowanie świetlne. Wykorzystywane w SLA żywice składają się najczęściej z oligomerów i monomerów akrylowych, które otrzymuje się z paliw kopalnych, reaktywnego rozcieńczalnika, fotoinicjatora i stabilizatora.

Litwińscy badacze postanowili sprawdzić możliwość druku 3D z akrylowanego-epoksydowanego oleju sojowego (AESO), bez dodatku rozpuszczalnika ani fotoinicjatora. Dla poprawienia właściwości mechanicznych polimeru, zamiast zwykle wykorzystywanych aromatycznych monomerów otrzymywanych z ropy naftowej, dodali pozyskiwane z ligniny VDM i VDA. Otrzymana żywica była wykorzystana w technologii DLW (direct laser writing) do wydrukowania mikrostruktur. Mieszaniny: czysty AESO, AESO z VDM oraz AESO z VDA wystawiano na działanie światła ultrafioletowego i widzialnego w ultrakrótkich pulsach. Osiągnięto rozdzielczość 1 mikrona i prędkość 6900 wokseli na sekundę. Podczas, gdy VDA okazało się mało przydatne, dodanie VDM do AESO zmniejszyło temperaturę zeszklenia, temperaturę rozkładu termicznego oraz moduł sprężystości przy ściskaniu wydruku.

Według naukowców, wyeliminowanie z żywicy toksycznych składników produkowanych z ropy naftowej, w tym fotoinicjatora i rozpuszczalnika, ma duże znaczenie nie tylko ze względów środowiskowych – sprawia bowiem, że żywicowy druk 3D staje się bardziej przydatny w nanofotonice, mikrooptyce i biomedycynie. Wyeliminowanie toksycznych fotoinicjatorów zwiększa integralność tkankowych scaffoldów, jak i zmniejsza autofluorescencję w mikroskopii. Żywice pochodzenia roślinnego mają większą odpornosć optyczną i nie indukują strat sygnału.

Źródło: Lebedevaite, M.; Ostrauskaite, J.; Skliutas, E.; Malinauskas, M. Photoinitiator Free Resins Composed of Plant-Derived Monomers for the Optical µ-3D Printing of Thermosets. Polymers 2019, 11, 116.

KOMENTARZE

Przetwarzamy dane osobowe użytkowników witryny, zobacz szczegóły...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close