基于地沟油的3D打印用可见光固化树脂的合成与性能研究

By choosing illegal cooking oil as raw material, visible photopolymerisable prepolymer can be obtained through the process of pretreatment, epoxidation and ring opening esterification. The visible photopolymerisable resin for 3D printing can be designed and synthesized by adding specific photoinitiator, accelerator and active diluent to the prepolymer. By using Digital Light Processing (DLP) 3D printer, the visible photopolymerisable resin will be formed with high-precision by 3D printing. We will investigate the synthetic conditions, photopolymerisable behavior, photopolymerisable mechanism, properties of the curing products and 3D printing performances of the visible photopolymerisable resin, and obtain its optimized synthesis process, light curing process and 3D printing process, which can be the foundation for further research and commercial application of such kind of resin..This project studies the synthesis and properties of visible photopolymerisable resin for 3D printing based on illegal cooking oil, which can afford a kind of 3D printing resin material with low price and high value-added. This project can provide a new strategy for the recycling of illegal cooking oil and low-cost 3D printing technology, which has important value for scientific research, economy and society.

以地沟油为原料，经过预处理、环氧化、开环酯化等工序获得光固化预聚物，并加入特定的光引发剂、促进剂和活性稀释剂，合成可用于3D打印的可见光固化树脂。利用数据光固化（DLP）3D打印机为成型手段，实现该类可见光固化树脂的高精度3D打印成型。对此类可见光固化树脂的合成条件、光固化行为、光固化机理、光固化产物性能和3D打印性能进行详细研究，获得此类树脂的优化合成工艺、光固化工艺和3D打印成型工艺，为该类树脂的进一步研究和商业化应用打下基础。.本项目通过研究基于地沟油的3D打印用可见光固化树脂的合成与性能，可以获得价格低廉、高附加值的3D打印用树脂耗材，为地沟油的回收利用与低成本3D打印技术的开发提供新途径，具有重要的科研、经济和社会价值。

为了实现地沟油的高附加值利用，本项目以地沟油为原料，经过离心分离、环氧化、开环酯化等工序获得光固化预聚物，并加入特定的光引发剂、促进剂和第二单体，合成可用于3D打印的可见光固化树脂。利用光固化3D打印机为成型手段，实现该类可见光固化树脂的高精度3D打印成型。对此类可见光固化树脂的合成条件、光固化行为、光固化3D打印性能、机械性能和其他功能特性进行详细研究，获得此类树脂的优化合成工艺和3D打印成型工艺，为该类树脂的进一步研究和商业化应用打下基础。通过项目研究，首次设计合成了三大类基于地沟油的，可以用于光固化3D打印的低成本可见光固化树脂，并实现该类树脂在DLP或者LCD光固化3D打印设备上的高精度打印，此类树脂除了能够通过光固化3D打印机进行增材成型外，还具有良好的机械强度，热致感应形状记忆性能和其他功能特性，可以作为4D打印材料使用。这些材料的机械性能、形状记忆性能和其他性质可以通过改变第二单体组合（丙烯酸、甲基丙烯酸或2-苯氧乙基丙烯酸酯）与它们的用量来获得有效调控，从而获得如柔韧型树脂（EWOA-AA系列）、刚性树脂（EWOA-EWOMA-AA-MAA系列）、高柔性压敏胶型树脂（EWOMA-MAA-PHEA系列）等，可以适用于不同的应用场景。通过对项目的研究，成功获得一系列成本低廉、高附加值的3D打印用树脂耗材，为地沟油的回收利用与低成本3D打印技术的开发提供新途径，具有一定的科研、经济和社会价值。此外，本项目研究过程中，还提出了餐饮废弃物分级处理-回收利用新策略，探索了地沟油离心分离-环氧化回收利用途径，首次合成了基于地沟油的新型仿木色3D打印丝材、地沟油基蜡和地沟油基固体酒精等新型材料，首次以米粉废弃物为原料合成活性炭、碳量子点/二氧化钛复合光催化材料等。项目执行期间，申报和授权国家发明专利6项，发表论文5篇，包括3篇影响因子高影响因子（IF>3）的SCI论文，培养8名研究生。