Способ получения нанокомпозитного материала
Изобретение относится к технологии формирования нанокомпозитных материалов с заданными свойствами, которая может быть использована как элемент технологического процесса в 3D-печати методом послойного наплавления. Получение нанокомпозитного материала включает подготовку смеси АБС-пластика и наночастиц, а затем ее экструзию. Процесс подготовки включает последовательное измельчение АБС-пластика в шаровой мельнице, введение в полученную сухую смесь наночастиц и перемешивание до получения однородной смеси. Экструдирование полученной смеси выполняют в одношнековом экструдере при температуре 230-260°C. Модифицированный материал подают в 3D-принтер, где происходит печать. Применение для измельчения АБС-пластика шаровой мельницы и выполнения экструзии при повышенной температуре приводит к значительному уменьшению слипания наночастиц и соответственно обеспечивает более однородный состав нанокомпозита.
Изобретение относится к способам получения материалов и может быть использовано в технологиях формирования нанокомпозитных материалов с заданными свойствами как элемент технологического процесса, способствующий улучшению потребительских свойств создаваемых на его основе материалов.
Из уровня техники известен способ получения нанокомпозитного материала (RU 2256601 C1, МПК В82В 3/00, C08L 33/26, C08L 5/08, C08F 2/44, опубл. 20.07.2005), характеризующийся тем, что он включает дезинтегрированные до наноразмеров фибриллы наполнителя - β-хитина с поперечным размером 4 нм и расстоянием между фибриллами в пределах 7-9 - 20-22 нм и водорастворимую полимерную матрицу в межфибриллярном пространстве, при этом степень наполнения композита составляет 0,05-25 мас. %, а содержание ацетамидных групп хитина составляет не менее 85 мас. % от исходных.
Недостатком известного способа является то, что он обеспечивает получение нанокомпозита только в виде пленки, а также характеризуется большим интервалом в размерах наполнителя.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению и выбранным в качестве прототипа признан способ производства пластикового провода для 3D-печати (CN 103788565 А, МПК C08L 55/02, В29В 9/06, В29С 47/92, C08K 3/04, C08K 5/10, В29С 47/12, опубл. 30 июл 2003). Способ включает в себя последовательное смешение следующих компонентов: 100 частей АБС-пластика, 35~55 частей нано графита и экструзию получившегося готового продукта через одношнековый экструдер.
К недостаткам известного способа следует отнести то, что процесс перемешивания продукта осуществляется в расплаве, что приводит к образованию агломератов наночастиц материала. Также недостатком способа является снижение пластичности АБС-пластика при избытке нанографита, что представляет сложность для печати на 3D-принтере.
Технической задачей заявленного изобретения является разработка способа производства нанокомпозитного материала с улучшенными свойствами и возможностью его использования в 3D-печати методом послойного наплавления.
Указанная задача решена за счет того, что способ получения нанокомпозитного материала для 3D-печати включает в себя подготовку смеси АБС-пластика и наночастиц, а затем ее экструзию. Процесс подготовки включает в себя последовательное измельчение АБС-пластика в шаровой мельнице, введение в полученную сухую смесь наночастиц и перемешивание до получения однородной смеси. Затем выполняют экструдирование полученной смеси в одношнековом экструдере при температуре 230-260°С. Модифицированный материал подают в 3D-принтер, где происходит печать.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым указанной совокупностью конструктивных признаков способа, является улучшение свойств нанокомпозитного материала за счет применения для измельчения АБС-пластика с помощью шаровой мельницы и выполнения экструзии при повышенной температуре, что приводит к значительному уменьшению слипания наночастиц и, соотвественно, обеспечивает более однородный состав нанокомпозита.
Способ осуществляют следующим образом.
Предварительно в шаровую мельницу загружают АБС-пластик, а затем производят его измельчение до порошкообразного однородного состояния. Затем добавляют в полученную сухую смесь наночастицы и производят перемешивание. Далее полученную смесь экструдируют в одношнековом экструдере при температуре 230-260°, после чего модифицированный пластик АБС-пластик подают в 3D-принтер для печати.
Способ получения нанокомпозитного материала для 3D-печати, включающий подготовку смеси АБС-пластика и наночастиц, а затем ее экструзию, отличающийся тем, что процесс подготовки включает в себя последовательное измельчение АБС-пластика в шаровой мельнице, введение в полученную сухую смесь наночастиц и перемешивание до получения однородной смеси, а процесс экструдирования полученной смеси выполняют в одношнековом экструдере при температуре от 230 до 260°С.
