本發(fā)明涉及3D打印材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種透光3D打印材料的制備方法及材料。

背景技術(shù)：

3D打印又稱三維打印，是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體。三維打印機(jī)可以被用來直接制造產(chǎn)品。3D打印機(jī)的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來，堆疊薄層的形式有多種多樣。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料，堆疊薄層的形式有多種多樣，可用于打印的介質(zhì)種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)等。

由此可見，打印材料在3D技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用過程中起著非常關(guān)鍵的作用。尤其是為了滿足現(xiàn)代用戶個(gè)性化訂制的要求，一些具有特殊性能的打印材料的研發(fā)日益受到大家的重視，如透明材料在3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)開始引起業(yè)內(nèi)的研究興趣，但是，目前被作為3D打印材料的多種透明材料的抗沖擊性能普遍較弱，在應(yīng)用時(shí)具有力學(xué)性能不足的缺陷，常規(guī)的透光材料的力學(xué)性能往往成為了其在3D打印領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的一個(gè)短板，因此，在保持其透光率沒有明顯下降的前提下如何改善其力學(xué)性能是透明的3D打印材料研發(fā)的關(guān)鍵所在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種透光3D打印材料的制備方法及材料，能夠制得一種納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。

基于上述目的本發(fā)明提供一種透光3D打印材料的制備方法，包括：通過同軸共紡制備工藝得到殼-芯雙層的復(fù)合納米纖維薄膜，其中，所述復(fù)合納米 纖維薄膜芯層的材料為包含有納米粒子的聚合物，所述復(fù)合納米纖維薄膜殼體層的材料為透光聚合物；將多層所述復(fù)合納米纖維薄膜進(jìn)行熱壓處理，得到納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，對所述納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料進(jìn)行紫外光輻照處理，使所述納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料中的納米纖維產(chǎn)生凸起和毛刺。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述將多層所述復(fù)合納米纖維薄膜進(jìn)行熱壓處理、得到納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料板包括：將多層所述復(fù)合納米纖維薄膜放置在模具內(nèi)，并將所述模具置于熱壓機(jī)中加熱加壓，使所述復(fù)合納米纖維薄膜的殼層熔融，并且所述復(fù)合納米纖維薄膜透光的芯層保持原有的纖維結(jié)構(gòu)，得到所述納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料板。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述納米粒子為納米氧化鈦或者碳納米管。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述將多層所述復(fù)合納米纖維薄膜放置在模具內(nèi)、并將所述模具置于熱壓機(jī)中加熱加壓包括：將所述模具放在所述熱壓機(jī)上預(yù)熱；在所述模具中放入多層復(fù)合納米纖維薄膜，將所述模具放入達(dá)到設(shè)定溫度值的熱壓機(jī)的上、下面板之間，控制所述熱壓機(jī)加壓至第一壓力；當(dāng)判斷所述熱壓機(jī)的壓力下降為0時(shí)，控制所述熱壓機(jī)加壓至第二壓力；在間隔預(yù)設(shè)的第一時(shí)間間隔后，控制所述熱壓機(jī)加壓至第三壓力；在保溫、保壓并經(jīng)過第二時(shí)間間隔后，取下所述模具，并在室溫下完全冷卻，得到所述納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料板。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，在熱壓的過程中，所述熱壓機(jī)上、下面板的熱壓溫度分別為185℃和186℃。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述第一壓力為：0.3-0.5MPa；所述第二壓力為：1MPa；所述第三壓力為2.5MPa：所述第一時(shí)間間隔為：15分鐘；所述第二時(shí)間間隔為：20分鐘。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述復(fù)合納米纖維薄膜的芯層材料為：尼龍PA-6、聚醚酰亞胺PEI或聚碳酸酯PC。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述復(fù)合納米纖維薄膜的殼層材料為聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。

一種根據(jù)上述的透光3D打印材料的制備方法制備的透光3D打印材料。

從上面所述可以看出，本發(fā)明的透光3D打印材料的制備方法，首先利用同軸共紡靜電紡絲技術(shù)制備殼-芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合納米纖維，再通過熱壓技術(shù)形成納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料，利用高性能納米粒子增強(qiáng)納米纖維，采用紫外光輻照改良纖維與基體的界面結(jié)合來提高透光復(fù)合材料的力學(xué)性能，彌補(bǔ)了現(xiàn)有透光材料在3D打印領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)力學(xué)性能不足的缺陷。得到的透明材料不僅具有很好的可見光的透過率，而且同時(shí)擁有較好的力學(xué)性能，具有設(shè)備簡單，成本低廉，能夠大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的透光3D打印材料的制備方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；

圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的透光3D打印材料的透光率曲線圖；

圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的透光3D打印材料的拉伸性能曲線圖；

圖4為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中的透光3D打印材料的透光率曲線圖；

圖5為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中的透光3D打印材料的拉伸性能曲線圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明的透光3D打印材料的制備方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，如圖1所示：

步驟101，通過同軸共紡制備工藝得到殼-芯雙層的復(fù)合納米纖維薄膜，其中，復(fù)合納米纖維薄膜芯層的材料為聚合物，復(fù)合納米纖維薄膜殼體層的材料為透光聚合物。

步驟102，將納米粒子引入納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料中芯層的納米纖維中，制備得到納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料。

步驟103，將多層復(fù)合納米纖維薄膜進(jìn)行熱壓處理，得到納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以將納米粒子分別混溶于殼層和芯層的紡絲溶液以及另外一種芯層紡絲溶液中，利用同軸共紡技術(shù)制備殼-芯雙層復(fù)合納米纖維?；蛘撸瑢⒓{米粒子混溶于殼層或芯層的紡絲溶液中，利用同軸共紡技術(shù)制備殼-芯雙層復(fù)合納米纖維。例如，將納米粒子引入納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合 材料中芯層的納米纖維中，可以通過納米粒子混溶于芯層的紡絲溶液中，或者采用其它已知的方法。

在一個(gè)實(shí)施例中，對納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料進(jìn)行紫外光輻照處理，使納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料中的納米纖維產(chǎn)生凸起和毛刺。

本發(fā)明的透光3D打印材料的制備方法，首先利用同軸共紡靜電紡絲技術(shù)制備殼-芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合納米纖維，通過熱壓技術(shù)形成納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。利用高性能納米粒子增強(qiáng)納米纖維，采用紫外光輻照改良纖維與基體的界面結(jié)合來提高透光復(fù)合材料的力學(xué)性能，彌補(bǔ)了現(xiàn)有透光材料在3D打印領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)力學(xué)性能不足的缺陷。

本發(fā)明的透光3D打印材料的制備方法，具有設(shè)備簡單，成本低廉，能夠大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的生產(chǎn)商業(yè)化的前景，為透明材料在3D打印領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用提供了一條切實(shí)可行的途徑。

在一個(gè)實(shí)施例中，同軸共紡制備工藝為：芯質(zhì)和表層材料的液體分裝在兩個(gè)不同的儲(chǔ)液罐(如注射器)中,液罐末端均連接一根內(nèi)徑不同的毛細(xì)管，內(nèi)層毛細(xì)管套在外層毛細(xì)管內(nèi)并保持同軸，兩個(gè)毛細(xì)管之間根據(jù)需要留有一定的間隙，以保證外層液體能夠順利流出與芯質(zhì)液體匯合。

對內(nèi)外層液體施加相同或不同的高壓電場，使得芯質(zhì)和表層液體從兩個(gè)同軸但不同直徑的噴管中噴出的液體為同心分層流，由于紡絲過程中兩液體在噴口處匯合的時(shí)間很短，加上聚合物液體的擴(kuò)散系數(shù)較低，固化前不會(huì)混合一起。在高壓電場力作用下，經(jīng)高頻拉伸、彎曲甩動(dòng)變形并固化為超細(xì)同軸復(fù)合納米纖維，由定向的或隨機(jī)的同軸復(fù)合納米纖維構(gòu)成復(fù)合納米纖維薄膜。

在一個(gè)實(shí)施例中，殼層聚甲基丙烯酸甲酯PMMA和芯層PA-6(尼龍-6)溶液濃度分別為15wt％和5wt％。單一的PA-6或PMMA溶液由注射泵經(jīng)特富龍細(xì)管連接到噴針噴出，直流電場傳導(dǎo)給液體。在紡絲中，液體的液供速率由注射泵調(diào)節(jié)。環(huán)境溫度T＝18℃～20℃、環(huán)境濕度45％～50％。

當(dāng)電場強(qiáng)度超過某個(gè)臨界值后，液體從噴針噴出，形成極細(xì)噴霧并迅速固化(霧中的溶劑迅速揮發(fā))，轉(zhuǎn)變成直徑達(dá)到微米以下或納米級的超細(xì)纖維，PA-6進(jìn)入PMMA納米纖維之中成為芯層纖維，使用專用設(shè)備生成復(fù)合納米纖維薄膜(無紡布)，并由接地的鋁箔(收集屏)收集。

在一個(gè)實(shí)施例中，將TiO₂納米粒子混溶于芯層PA-6紡絲溶液中，利用同軸共紡技術(shù)制備殼-芯雙層復(fù)合納米纖維。再通過熱壓工藝熔融透光材料(PMMA)殼層，而芯層的增強(qiáng)材料(PA-6)保持原有纖維結(jié)構(gòu)，由此制備出含有TiO₂粒子的納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料薄膜。

在一個(gè)實(shí)施例中，為了使得TiO₂納米顆粒在溶液中更為均勻地分散，對其進(jìn)行表面處理。PMMA以及PA-6均采用三氟乙醇(TFE)作為溶劑，待PMMA經(jīng)超聲波振蕩溶解均勻后，將TiO₂放入PMMA溶液中，超聲波振蕩1小時(shí)。由該系統(tǒng)制備的復(fù)合納米纖維殼層PMMA中將含有TiO₂納米顆粒。

在一個(gè)實(shí)施例中，待PA-6溶解均勻后，將TiO₂放入PA-6溶液中，超聲波振蕩1小時(shí),利用同軸共紡技術(shù)制備殼-芯雙層復(fù)合納米纖維。

TiO₂添加于PMMA/PC復(fù)合納米纖維的殼或芯層，都可以顯著提高PMMA/PC復(fù)合材料的耐熱性能和力學(xué)性能。當(dāng)TiO₂納米引入殼層后，復(fù)合材料的耐熱性能提高較為明顯，而可見光下降率以及紫外線吸收率的幅度都較大，并且隨著TiO₂納米粒子添加量的增大，力學(xué)性能增勢減緩，達(dá)到1.5％后拉伸強(qiáng)度甚至開始出現(xiàn)下降；而當(dāng)TiO₂納米粒子引入芯層中，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度及拉伸模量都隨添加量的增加而提高，并且基本能保持較高的可見光透過率，對紫外光吸收率的提高則不如前者明顯。

本發(fā)明的透光3D打印材料的制備方法，在通過同軸共紡制備工藝得到殼-芯雙層的復(fù)合納米纖維薄膜、將多層復(fù)合納米纖維薄膜進(jìn)行熱壓處理，得到納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料后，可以進(jìn)行將納米粒子引入納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料中芯層的納米纖維中和對納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料進(jìn)行紫外光輻照處理2項(xiàng)工藝。也可以只進(jìn)行將納米粒子引入納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料中芯層的納米纖維中的工藝、或?qū){米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料進(jìn)行紫外光輻照處理的工藝。

在一個(gè)實(shí)施例中，將納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料置于波長在300nm左右的紫外光照射下，芯層的PA-6納米纖維會(huì)受到作用。另外，在靜電紡絲過程中表面活性劑或者光敏劑可以混于芯層溶液中，雖然在靜電作用下部分表面活性劑或者光敏劑被揮發(fā)掉，但仍然會(huì)有部分活性劑或者光敏劑在一定時(shí)間內(nèi)殘留于復(fù)合納米纖維中的殼-芯層界面中，在UV輻照處理芯層纖維中可起到保護(hù)芯層纖維避免其強(qiáng)度受損的作用。

在一個(gè)實(shí)施例中，通過3組UV處理試驗(yàn)，分別將納米粒子改性的納米纖 維增強(qiáng)透光復(fù)合材料置于波長在300nm左右的紫外光照射下15min、30min以及60min，通過試驗(yàn)結(jié)果可知：未經(jīng)過UV處理的PA-6纖維具有光滑的表面形貌，纖維表面無凸起、分岔等現(xiàn)象，經(jīng)過15minUV輻照處理后，多根連續(xù)纖維中開始出現(xiàn)瘤狀凸起；經(jīng)過30min后部分纖維表面上不僅有凸起而且開始出現(xiàn)毛刺、分叉；隨著UV處理時(shí)間的延長，凸起和毛刺逐漸增大。

直徑在微米以上的傳統(tǒng)纖維，其重要用途之一是復(fù)合材料的增強(qiáng)材料，如玻璃纖維、碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，表現(xiàn)出高模量、高比強(qiáng)度等優(yōu)于單一材料的力學(xué)性能。同樣，納米纖維在制備納米復(fù)合材料上具有重要意義。納米纖維具有較高的比表面積，同種材料的納米纖維比微米纖維具有更好的力學(xué)性能，且納米纖維增強(qiáng)的材料可具備微米纖維復(fù)合材料所沒有的一些優(yōu)點(diǎn)。

與高性能纖維材料如玻璃纖維、Kevlar纖維相比，這些透明聚合物樹脂制品的抗沖擊性能較弱。主要原因是這些材料的力學(xué)性能相對較低。采用高性能纖維增強(qiáng)是提高透明聚合物樹脂制品抗沖擊特性的有效途徑。然而，添加普通纖維必然會(huì)影響制品的光學(xué)特性。只有當(dāng)纖維的直徑小于可見光的衍射極限(λ＝400-700nm)時(shí)，增強(qiáng)纖維才可能不對制品的透光性產(chǎn)生影響。

在一個(gè)實(shí)施例中，利用同軸共紡技術(shù)和熱壓技術(shù)制備高性能透明材料：首先以具有較高力學(xué)性能和熔點(diǎn)的聚合物材料如Nylon-6為芯質(zhì)、以透光聚合物PMMA為殼層材料，經(jīng)同軸共紡制得復(fù)合納米纖維膜。然后將多層這種纖維膜置于模具中加溫加壓，使殼層的透光材料熔融而芯層的增強(qiáng)材料保持原有的纖維結(jié)構(gòu)，進(jìn)而制得一種納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。

利用納米粒子對納米纖維進(jìn)行改性，提高該透光復(fù)合材料的力學(xué)性能：將納米粒子引入芯層的納米纖維中，利用芯層纖維的直徑小于可見光的衍射極限(λ＝400-700nm)時(shí)，增強(qiáng)纖維不可能對制品的透光性產(chǎn)生影響這一優(yōu)勢，制備得到納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。

利用紫外光輻照的技術(shù)對納米纖維改性，進(jìn)一步提高該透光復(fù)合材料的力學(xué)性能：通過紫外光輻照UV處理，使復(fù)合材料中納米纖維結(jié)構(gòu)形貌發(fā)生改變，產(chǎn)生凸起和毛刺，由此增加納米纖維與樹脂基體的界面結(jié)合面積。從而達(dá)到提高該透光復(fù)合材料的力學(xué)性能的目的。

殼層材料可以為聚甲基丙烯酸甲酯等透光聚合物；芯層材料可以為尼龍(PA-6)、聚醚酰亞胺(PEI)和聚碳酸酯(PC)等具有較高力學(xué)性能和熔點(diǎn)的 聚合物材料。納米粒子優(yōu)選具有較好性能的納米氧化鈦或者碳納米管。

如圖3和圖5所示，對通過本發(fā)明的透光3D打印材料的制備方法制備的多種透光3D打印材料進(jìn)行力學(xué)性能測試，結(jié)果表明：通過本發(fā)明的方法制備的納米粒子改性納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料的力學(xué)性能都獲得了大幅度的提高。

如圖2和圖4所示，對通過本發(fā)明的透光3D打印材料的制備方法制備的多種透光3D打印材料進(jìn)行光學(xué)性能測試，結(jié)果表明：通過本發(fā)明的方法制備得到的復(fù)合材料板在增強(qiáng)粒子在適當(dāng)?shù)暮糠秶鷥?nèi)，不僅能夠獲得較好的力學(xué)性能，而且具備很好的透光率。

在一個(gè)實(shí)施例中，將多層復(fù)合納米纖維薄膜進(jìn)行熱壓處理、得到納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料板包括：將多層復(fù)合納米纖維薄膜放置在模具內(nèi)，并將模具置于熱壓機(jī)中加熱加壓，使復(fù)合納米纖維薄膜的殼層熔融，并且復(fù)合納米纖維薄膜透光的芯層保持原有的纖維結(jié)構(gòu)，得到納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料板。

將多層復(fù)合納米纖維薄膜放置在模具內(nèi)、并將模具置于熱壓機(jī)中加熱加壓包括：將模具放在熱壓機(jī)上預(yù)熱；在模具中放入多層復(fù)合納米纖維薄膜，將模具放入達(dá)到設(shè)定溫度值的熱壓機(jī)的上、下面板之間，控制熱壓機(jī)加壓至第一壓力；當(dāng)判斷熱壓機(jī)的壓力下降為0時(shí)，控制熱壓機(jī)加壓至第二壓力；在間隔預(yù)設(shè)的第一時(shí)間間隔后，控制熱壓機(jī)加壓至第三壓力；在保溫、保壓并經(jīng)過第二時(shí)間間隔后，取下模具，并在室溫下完全冷卻，得到納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料板。

其中，在熱壓的過程中，熱壓機(jī)上、下面板的熱壓溫度分別優(yōu)選為185℃和186℃。第一壓力為：0.3-0.5MPa；第二壓力為：1MPa；第三壓力為2.5MPa：第一時(shí)間間隔為：15分鐘；第二時(shí)間間隔為：20分鐘。復(fù)合納米纖維薄膜的芯層材料為：尼龍PA-6、聚醚酰亞胺PEI和聚碳酸酯PC等具有較高力學(xué)性能和熔點(diǎn)的聚合物材料。復(fù)合納米纖維薄膜的殼層材料為聚甲基丙烯酸甲酯等等透光聚合物。

在一個(gè)實(shí)施例中，利用同軸共紡技術(shù)制備殼-芯(core-shell)雙層納米纖維薄膜，具體為：以具有較高力學(xué)性能和熔點(diǎn)的聚合物材料如Nylon-6為芯質(zhì)、以透光聚合物PMMA為殼層材料，經(jīng)同軸共紡制得復(fù)合納米纖維膜。將多層納米纖維薄膜置于熱壓模具中通過熱壓工藝制備得到納米纖維增強(qiáng)透光 復(fù)合材料，具體為：將按同軸共紡技術(shù)制備的殼/芯結(jié)構(gòu)復(fù)合納米纖維無紡布層疊放置在模具內(nèi)，置于熱壓機(jī)中加熱加壓。

進(jìn)行加熱加壓的具體步驟為：先將模具放在熱壓機(jī)上預(yù)熱30min后取下，在陰模中均勻放入多層復(fù)合納米纖維無紡布(薄膜)，合上陽模并放入達(dá)到設(shè)定溫度值的熱壓機(jī)中，點(diǎn)觸加壓至0.3-0.5MPa。20分鐘后，壓力下降為0(由于殼層纖維的熔融)，繼續(xù)點(diǎn)觸加壓至1MPa。間隔15分鐘后加壓到2.5MPa。保溫、保壓20分鐘后從熱壓機(jī)上取下模具，室溫下完全冷卻后，打開模具，得到納米纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板。

在一個(gè)實(shí)施例中，以具有較高力學(xué)性能和熔點(diǎn)的聚合物材料聚醚酰亞胺(PEI)為芯質(zhì)、以透光聚合物PMMA為殼層材料，經(jīng)同軸共紡制得復(fù)合納米纖維膜。將多層納米纖維薄膜置于熱壓模具中通過熱壓工藝制備得到納米纖維增強(qiáng)透光復(fù)合材料：將按同軸共紡技術(shù)制備的殼/芯結(jié)構(gòu)復(fù)合納米纖維無紡布層疊放置在模具內(nèi)，置于熱壓機(jī)中加熱加壓。

經(jīng)探索，熱壓溫度確定為壓機(jī)上面板186℃，下面板187℃。具體步驟是：先將模具放在熱壓機(jī)上預(yù)熱30min后取下，在陰模中均勻放入多層復(fù)合納米纖維無紡布，合上陽模并放入達(dá)到設(shè)定溫度值的熱壓機(jī)中，點(diǎn)觸加壓至0.3-0.5MPa。20分鐘后，壓力下降為0(由于殼層纖維的熔融)，繼續(xù)點(diǎn)觸加壓至1MPa。間隔15分鐘后加壓到2.5MPa。保溫、保壓20分鐘后從熱壓機(jī)上取下模具，室溫下完全冷卻后，打開模具，得到納米纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板。

在一個(gè)實(shí)施例中，首先以具有較高力學(xué)性能和熔點(diǎn)的聚合物材料聚碳酸酯(PC)為芯質(zhì)、以透光聚合物PMMA為殼層材料，經(jīng)同軸共紡制得復(fù)合納米纖維膜。然后將多層這種纖維膜置于模具中加溫加壓，使殼層的透光材料熔融而芯層的增強(qiáng)材料保持原有的纖維結(jié)構(gòu)，進(jìn)而制得一種納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。利用納米粒子對納米纖維進(jìn)行改性，提高該透光復(fù)合材料的力學(xué)性能：將納米粒子納米氧化鈦引入芯層的納米纖維中，利用芯層纖維的直徑小于可見光的衍射極限(λ＝400-700nm)時(shí)，增強(qiáng)纖維不可能對制品的透光性產(chǎn)生影響這一優(yōu)勢，制備得到納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。通過紫外光輻照UV處理，使復(fù)合材料中納米纖維產(chǎn)生凸起和毛刺，由此增加納米纖維與樹脂基體的界面結(jié)合面積。

由圖2和圖3可知，本實(shí)施例制備得到的透光復(fù)合材料板在增強(qiáng)納米粒子在適當(dāng)?shù)暮糠秶鷥?nèi)時(shí)，不僅能夠獲得較好的力學(xué)性能，而且具備很好的 透光率，能夠滿足該材料在3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用要求。

在一個(gè)實(shí)施例中，利用同軸共紡技術(shù)和熱壓技術(shù)制備高性能透明材料：首先以具有較高力學(xué)性能和熔點(diǎn)的聚合物材料尼龍(PA-6)為芯質(zhì)、以透光聚合物PMMA為殼層材料，經(jīng)同軸共紡制得復(fù)合納米纖維膜。然后將多層這種纖維膜置于模具中加溫加壓，使殼層的透光材料熔融而芯層的增強(qiáng)材料保持原有的纖維結(jié)構(gòu)，進(jìn)而制得一種納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。

利用納米粒子對納米纖維進(jìn)行改性，提高該透光復(fù)合材料的力學(xué)性能：將納米粒子多壁碳納米管引入芯層的納米纖維中，利用芯層纖維的直徑小于可見光的衍射極限(λ＝400-700nm)時(shí)，增強(qiáng)纖維不可能對制品的透光性產(chǎn)生影響這一優(yōu)勢，制備得到納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。

由附圖4和圖5可知，本實(shí)施例制備得到的復(fù)合材料板在增強(qiáng)納米粒子在適當(dāng)?shù)暮糠秶鷥?nèi)時(shí)，不僅能夠獲得較好的力學(xué)性能，而且具備很好的透光率，能夠滿足3D打印對材料的要求。

在一個(gè)實(shí)施例中，利用同軸共紡技術(shù)和熱壓技術(shù)制備高性能透明材料：首先以具有較高力學(xué)性能和熔點(diǎn)的聚合物材料尼龍(PA-6)為芯質(zhì)、以透光聚合物PMMA為殼層材料，經(jīng)同軸共紡制得復(fù)合納米纖維膜。然后將多層這種纖維膜置于模具中加溫加壓，使殼層的透光材料熔融而芯層的增強(qiáng)材料保持原有的纖維結(jié)構(gòu)，進(jìn)而制得一種納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。

利用紫外光輻照的方法對納米纖維進(jìn)行改性，提高該透光復(fù)合材料的力學(xué)性能：通過UV處理，PMMA/PA-6復(fù)合納米纖維中芯層PA-6纖維的結(jié)構(gòu)形貌發(fā)生了變化，產(chǎn)生了凸起和毛刺，由此增加了PA-6纖維與熔融后的PMMA樹脂基體的界面結(jié)合面積。研究表明，經(jīng)過30minUV處理后的PA-6納米纖維增強(qiáng)PMMA復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度有明顯提高。

在一個(gè)實(shí)施例中，利用同軸共紡技術(shù)和熱壓技術(shù)制備高性能透明材料：首先以具有較高力學(xué)性能和熔點(diǎn)的聚合物材料聚醚酰亞胺(PEI)為芯質(zhì)、以透光聚合物PMMA為殼層材料，經(jīng)同軸共紡制得復(fù)合納米纖維膜。然后將多層這種纖維膜置于模具中加溫加壓，使殼層的透光材料熔融而芯層的增強(qiáng)材料保持原有的纖維結(jié)構(gòu)，進(jìn)而制得一種納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。利用納米粒子對納米纖維進(jìn)行改性，提高該透光復(fù)合材料的力學(xué)性能：將納米粒子納米氧化鈦引入芯層的納米纖維中，利用芯層纖維的直徑小于可見光的衍射極限(λ＝400-700nm)時(shí)，增強(qiáng)纖維不可能對制品的透光性產(chǎn)生影響這一優(yōu)勢， 制備得到納米粒子改性的納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。

上述實(shí)施例提供的本發(fā)明的透光3D打印材料的制備方法和材料，首先利用同軸共紡靜電紡絲技術(shù)制備殼-芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合納米纖維，再通過熱壓技術(shù)形成納米纖維增強(qiáng)的透光復(fù)合材料。然后利用高性能納米粒子增強(qiáng)納米纖維，采用紫外光輻照改良纖維與基體的界面結(jié)合來提高透光復(fù)合材料的力學(xué)性能，彌補(bǔ)了現(xiàn)有透光材料在3D打印領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)力學(xué)性能不足的缺陷。具有設(shè)備簡單，成本低廉，能夠大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的生產(chǎn)商業(yè)化的前景，為透明材料在3D打印領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用提供了一條切實(shí)可行的途徑。

所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。