
添加材料制造通常被认为是一种对环境负责的技术,因为它可以按需实现本地生产,并可能减少材料和物流足迹的浪费。然后,释放添加剂制造的全部潜力的关键是使用更可持续的原材料。
这些创新是所有价值链参与者减少所使用材料中使用的整体碳足迹的一种方式。作者的公司已致力于生物(甲基)丙烯酸(甲基)丙烯酸(甲基)丙烯酸。目前,该公司正在利用这种体验来创建具有高生物含量的高性能光学聚合物3D打印配方。
简介
3D打印是一种生产技术,它深刻地改变了许多领域中物品制造的想法。尽管工业生产思维的变化,但社会越来越意识到必须减少对世界的影响。轻质固化添加剂制造技术,例如大桶光聚集(DLP,SLA,LCD)或多喷雾打印系统(MJP),是一项可以在各个方面优化可持续发展的技术。
该技术的使用可以最大程度地减少材料的浪费,并限制在必要的制造零件范围内的材料消耗,从而提高能源效率。 3D打印技术还可以使供应链更符合市场需求和地理位置。这些改善可持续性的机会促进了各个领域的创新。例如,在医疗和牙科应用领域,由于使用3D打印过程,可以更快地提出为患者量身定制的解决方案,以支持更好的健康和健康。
机遇和挑战共存
寻找和开发可以产生高性能耐用材料并使用安全替代原材料的材料是一个困难的目标。在价值链的下游,如何在使用项目期间管理废物也是一个需要进一步研究的问题。
在这项工作中,有两种改善材料可持续性的方法。第一种方法是制定具有较高生物碱含量的原材料,以获取具有各种机械性能(例如难以弹性)的材料。第二种方法是制定由生物原材料制成的原材料。
表1:本研究中使用的单体和低池来自Arkema。丙烯酸ISTERITE是SARBIO®5102。大豆油丙烯酸丙烯酸是Sarbio®7107,并且两个脂肪聚氨酯丙烯酸酯是Sarbio®7405和Sarbio®7407
材料和方法
单体是丙烯酸分离株(IBOA)。 Limitrier是一种大豆油环氧丙烯酸酯和两种脂肪聚氨酯丙烯酸酯。到。参见单体和低聚合物特征的表1。
表2:配方组成
基于这些原材料,制备了三个简单和比较的公式(低聚合物的含量相同,所使用的单体相同)(表2)。使用ASTM D638(IV)拉伸测试模具准备样品,并使用LED输送机到固化材料(395纳米,3W/CM2辐射度,四次)。样品的机械性能按照ASTM D638指定的过程进行测试。根据ASTM D6866标准测量生物恢复原料。它基于14C分析。
表3:公式的体积固化特性
结果与讨论
生物基本原材料的准备
表3列出了材料A,B和C公式的材料性能,图1绘制了应力 – 应变曲线。从55%到75%的简单配方的生物可再生成分的使用可以获得多种材料,例如硬质和坚硬的材料来弹性物体。如表1所示,从丙烯酸ISTERFLE -GERMER -GER -GERMETER单体中选择的选定的低位库可以使上述功能成为可能:
图1:应力 – 应变曲线
- 大豆油丙烯酸丙烯酸低聚聚合物可以改善硬度,同时保持良好的柔韧性
- 第一个alipher聚氨酯丙烯酸雄性伪造物在硬度和柔韧性之间取得了良好的平衡。
- 第二种类型的脂肪聚氨酯丙烯酸是高度柔韧的低聚合物,它具有较高的弹性身体性能
使用生物原材料进行准备
如果有人说,许多人的目标是增加3D印刷紫外线固化材料的生物含量,那么今天,就无法找到所有化学成分的相关生物学替代品。大化学物质通常位于价值链的上游,现在它们是使用昂贵的资产工艺品生产的。重复生产基础设施的建设,并分别生产化石燃料化学物质及其生物替代品(或隔离),通常不符合经济利益。紫外线固化市场最重要的丙烯酸就是一个例子。
图2:质量平衡法的演示
质量平衡方法(MBA)是解决更可持续产品过渡的解决方案。它包括供应链来源的可再生原材料来源,以替换石材燃料,通过簿记分开可再生材料的数量,并“归因于供应链末端的成品(见图2)。离开工厂的产品无法根据其成分或特征来区分(例如,ASTM D6866标准不适用),但可以认证。
在这种情况下,作者指的是最终材料中生物医学材料的百分比。这是结合性能,循环采购和减少产品碳足迹(PCF)组合的另一种方法。在欧洲,根据国际可持续发展和碳认证加(ISCC+)标准,第三方认证其丙烯酸供应链,以确保其“质量平衡”产品的可追溯性。
从Sartomer的丙烯酸到单体和低池,供应链的ISSC+认证确保可再生资源的来源符合ISCC+的可持续原材料标准。显示了这种质量平衡方法产生的丙烯酸纪念碑,根据从摇篮到入口的方法,PCF减少了40%。
结论和前景
市场上出现的新原材料使配方奶粉设计师能够开发具有高性能和可持续性的材料。原材料可以在设计中集成到生物巨头中。同时由生物原材料制成的单一和低聚合物也可以改善材料的可持续性。
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