正交试验法对3D打印用杨木粉-马来酸酐接枝弹性体共混改性PLA线材工艺优化的应用

戴旭阳 陈峰 杨雪 李文杰 杨煜

摘要：  以杨木粉、聚乳酸（PLA）颗粒和马来酸酐接枝聚烯烃热塑弹性体为原料，采用正交试验法对杨木粉-弹性体共混改性PLA线材的挤出工艺进行优化。以杨木粉粒径、木粉含量、挤出温度、挤出速度为自变量影响因子，以最大弯曲应力、弹性模量、拉伸断裂强度和断裂伸长率为考察对象，考察工艺条件对3D打印用杨木粉和POE-g-MAH共混改性PLA复合材料力学性能的影响，从而确定最优工艺条件为：杨木粉的粒径为200目、杨木粉的含量为10%、拉丝温度为150 ℃、拉丝速度40 r/min，经过单因素试验验证，正交试验直观分析与单因素试验结果趋势一致。表明正交试验分析可用于杨木粉-弹性体共混改性PLA线材工艺的优化。

关键词：  正交试验法;  木粉;  聚乳酸;  马来酸酐接枝聚烯烃热塑弹性体;  最优配比

中图分类号：   S 781. 23               文獻标识码：   A                文章编号：1001 - 9499（2021）06 - 0044 - 05

聚乳酸（PLA）是来源于可再生的聚合物材料，是广泛运用的生物质材料[ 1 ]。PLA像大部分热塑性塑料一样可以拉成丝状，其表面易于印刷，因此PLA可广泛作为3D打印材料[ 2 - 5 ]，但PLA具有韧性差、耐热性差等缺点，这是目前亟待解决的问题[ 6 - 7 ]。

木粉作为天然原料、增强材料被广泛应用到PLA的改性中，有学者对80～120目木粉应用在线材工艺优化进行了研究，并取得了重大进步[ 8 - 10 ]，但仍存在木粉在PLA分散不均匀等问题，也未见到更细的木粉粉体应用到3D打印材料的研究中。另外，经项目组前期的市场调研发现，市场上木质粉体-PLA线材在3D打印过程中，由于温度过高出现碳化损坏喷头现象。……