本發(fā)明屬于生物降解材料，具體涉及一種光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂及其制備方法。

背景技術：

1、聚乳酸(pla)是廣泛使用于包裝和醫(yī)療行業(yè)的生物可降解聚合物。由于卓越的生物相容性和可降解性，其在生物支架和藥物遞送系統(tǒng)方面具有巨大的潛力。然而，傳統(tǒng)的制造方法和高成本限制了其應用，導致生物支架產品大多為標準化生產，定制化產品稀少且昂貴。鑒于患者需求的多樣性，個性化的支架產品更加符合他們的特定需求。

2、隨著3d打印技術的進步，實現(xiàn)低成本定制化產品的可能性越來越高。特別是通過3d打印技術對pla進行個性化定制加工已經引起廣泛關注。目前，熔融沉積建模(fdm)是處理pla的主要3d打印技術，它通過加熱pla絲材至熔點，然后逐層堆積以構建對象。但是，fdm打印的產品表面粗糙，精度較低，打印速度慢，效率不高，這在生物支架領域并不理想。

3、相比之下，數(shù)字光處理(dlp)打印技術以其高精度和高效率而著稱，能夠打印出表面光滑、細節(jié)豐富的產品，有效克服了fdm技術的不足。不過，由于pla分子結構缺乏光活性基團，無法直接用于光固化過程。

4、目前，為了改善pla的光敏性，通常采用引入光引發(fā)劑或添加其他光敏樹脂的方法。然而，這些方法往往會導致材料的機械性能下降，或者產生毒性，限制了其在生物醫(yī)學領域的應用。

5、因此，開發(fā)一種具有良好光敏性，同時保持pla的優(yōu)良性能的新型光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂，對于推動3d打印技術在生物醫(yī)學領域的應用具有重要意義。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂及其制備方法，所制得的改性聚乳酸復合光敏樹脂具備良好的光敏性，保持了pla的優(yōu)良生物相容性和可降解性，且產品機械性能較好，熱穩(wěn)定性良好。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂，按質量分數(shù)計，包括以下組分：

4、光敏遠螯寡聚乳酸65-75％；

5、光引發(fā)劑0.5-5％；

6、稀釋劑20-30％；

7、其中，光敏遠螯寡聚乳酸是以l-乳酸為主體，與螯合中心分子脫水聚合，再端基接枝乙烯基接枝分子而成；所述螯合中心分子為丁二酸(dbp)、均苯三甲酸(btc)、乙二胺四乙酸(edta)中的一種。

8、優(yōu)選的，所述光引發(fā)劑為irgacure819、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷(tpo)和樟腦醌中的一種。

9、優(yōu)選的，所述稀釋劑為n-乙烯基吡咯烷酮、單官能團的苯乙烯(st)、乙烯基吡咯烷酮(nvp)、醋酸乙烯酯(va)、丙烯酸丁酯(ba)、丙烯酸異辛酯(eha)、(甲基)丙烯酸羥基酯(hea、hema、hpa)、雙官能團的1，6-己二醇二丙烯酸酯(hdda)、三丙二醇二丙烯酸酯(tpgda)、新戊二醇二丙烯酸酯(npgda)、多官能團的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)中的一種。

10、優(yōu)選的，所述乙烯基接枝分子為甲基丙烯酸縮水甘油酯或丙烯酸酐中的一種。

11、優(yōu)選的，所述l-乳酸、螯合中心分子和乙烯基接枝分子的摩爾比為1：40：5。

12、優(yōu)選的，所述光敏遠螯寡聚乳酸的制備過程為：將l-乳酸和螯合中心分子加入反應器中，再加入帶水劑甲苯，依次在90℃和100℃下各反應1小時，繼續(xù)加入催化劑辛酸亞錫，反應器抽至真空后，依次在120℃和140℃各反應2小時后升溫至160℃反應20小時，最后降溫至120℃，加入乙烯基接枝分子后反應4小時，得到光敏遠螯寡聚乳酸。

13、本發(fā)明還提供了上述光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂的制備方法，將各組分混合均勻，避光保存即可。

14、本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

15、本發(fā)明的改性pla復合光敏樹脂具備良好的光敏性，能夠有效應用于dlp光固化3d打印技術，同時保持了pla的優(yōu)良生物相容性和可降解性，在打印精度、表面光滑度以及機械性能方面均優(yōu)于傳統(tǒng)fdm打印的pla產品，產品機械性能較好，熱穩(wěn)定性良好。

技術特征：

1.一種光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂，其特征在于，按質量分數(shù)計，包括以下組分：

2.根據權利要求1所述的光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂，其特征在于，所述光引發(fā)劑為irgacure?819、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷和樟腦醌中的一種。

3.根據權利要求1所述的光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂，其特征在于，所述稀釋劑為n-乙烯基吡咯烷酮、苯乙烯、乙烯基吡咯烷酮、醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸羥基酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種。

4.根據權利要求1所述的光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂，其特征在于，所述乙烯基接枝分子為甲基丙烯酸縮水甘油酯或丙烯酸酐中的一種。

5.根據權利要求1所述的光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂，其特征在于，所述l-乳酸、螯合中心分子和乙烯基接枝分子的摩爾比為1：40：5。

6.根據權利要求1或4或5所述的光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂，其特征在于，所述光敏遠螯寡聚乳酸的制備過程為：將l-乳酸和螯合中心分子加入反應器中，再加入帶水劑甲苯，依次在90℃和100℃下各反應1小時，繼續(xù)加入催化劑辛酸亞錫，反應器抽至真空后，依次在120℃和140℃各反應2小時后升溫至160℃反應20小時，最后降溫至120℃，加入乙烯基接枝分子后反應4小時，得到光敏遠螯寡聚乳酸。

7.權利要求1-6任一項所述的光固化3d打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂的制備方法，其特征在于，將各組分混合均勻，避光保存即可。

技術總結
本發(fā)明公開了一種光固化3D打印用改性聚乳酸復合光敏樹脂及其制備方法，按質量分數(shù)計，包括以下組分：65?75％的光敏遠螯寡聚乳酸、0.5?5％的光引發(fā)劑和20?30％的稀釋劑，其中，光敏遠螯寡聚乳酸是以L?乳酸為主體，與螯合中心分子脫水聚合，再端基接枝乙烯基接枝分子而成；所述螯合中心分子為丁二酸、均苯三甲酸、乙二胺四乙酸中的一種，混合均勻，避光保存即可。本發(fā)明的改性PLA復合光敏樹脂具備良好的光敏性，能夠有效應用于DLP光固化3D打印技術，同時保持了PLA的優(yōu)良生物相容性和可降解性，在打印精度、表面光滑度以及機械性能方面均優(yōu)于傳統(tǒng)FDM打印的PLA產品，產品機械性能較好，熱穩(wěn)定性良好。

技術研發(fā)人員：易文君,秦超,羅欣宇,晁自勝,牛博
受保護的技術使用者：長沙理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2