[发明专利]一种提高3D打印聚醚醚酮形状记忆性能的热处理方法

说明书

本发明公开了一种提高3D打印聚醚醚酮形状记忆性能的热处理方法，属于3D打印聚醚醚酮的热处理领域，包括：对打印的聚醚醚酮样件进行退火处理，并对退火处理的聚醚醚酮样件进行形状记忆性能的检测；其中，退火处理的温度高于玻璃化转变温度。退火处理过程包括：首先将打印的聚醚醚酮样件在第一设定时间内从室温加热到第一温度；再在相同的第一设定时间内将聚醚醚酮样件从第一温度加热至预设退火温度；最后按预设退火温度对聚醚醚酮样件保温第二设定时间；其中，所述第一温度大于室温且小于等于所述预设退火温度。本发明提高了聚醚醚酮样件的结晶度，实现对3D打印聚醚醚酮样件形状记忆性能的提高。

技术领域

本发明属于3D打印聚醚醚酮的热处理领域，更具体地，涉及一种提高3D打印聚醚醚酮形状记忆性能的热处理方法。

背景技术

热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种材料热加工工艺。热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，赋予或改善工件的使用性能。目前对于高分子材料应用最广泛的热处理方法是热退火，其可以最大限度地减少残余应力、应变、缺陷数量和尺寸变化，并增强聚合物的物理和机械性能。半结晶聚合物的退火不仅会改变结晶度、晶体结构和晶体完整性，还会影响非晶相的迁移率，从而影响分子间的偶联相互作用。

聚醚醚酮，其熔点为334℃，玻璃化转变温度为143℃，杨氏模量3.6GPa，是耐高温、机械性能强和生物相容性好的一种特种工程塑料，其广泛用于航空航天和医学移植中。目前，3D打印聚醚醚酮形状记忆性能不高，其原因在于打印聚醚醚酮的结晶度较低，进而导致形状记忆性能较低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种提高3D打印聚醚醚酮形状记忆性能的热处理方法，旨在解决现有3D打印聚醚醚酮形状记忆性能不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种提高3D打印聚醚醚酮形状记忆性能的热处理方法，包括：对打印的聚醚醚酮样件进行退火处理，并对退火处理的聚醚醚酮样件进行形状记忆性能的检测；其中，退火处理的温度高于玻璃化转变温度。

优选地，还包括在打印聚醚醚酮样件之前对聚醚醚酮线材、打印喷头和热床进行预热处理；

优选地，退火处理过程包括：

(1.1)将打印的聚醚醚酮样件在第一设定时间内从室温加热到第一温度；

(1.2)在相同的第一设定时间内将经过步骤(1.1)处理的聚醚醚酮样件从第一温度加热至预设退火温度；

(1.3)按预设退火温度将经过步骤(1.2)处理的聚醚醚酮样件保温第二设定时间；

其中，第一温度大于室温且小于预设退火温度。

优选地，聚醚醚酮样件的形状记忆性能的检测方法包括：

(2.1)将退火处理后的聚醚醚酮样件放置在空气中自然冷却至室温，聚醚醚酮样件的形状为初始形状；

(2.2)将具有初始形状的样件加热至第二温度使其变软，并在变软的样件上施加外力，使样件产生形变；

(2.3)保持外力不变，使形变的样件冷却到室温固定形状，该形状为临时形状；

(2.4)对具有临时形状的样件加热至第二温度，判断样件是否回复到预设的形状。

优选地，使具有初始形状的样件变软的方法为：将具有初始形状的样件在恒温油浴中加热至第二温度；

优选地，第二温度为170℃；

优选地，聚醚醚酮线材预热处理的方法为：将聚醚醚酮线材放入真空烘箱中，设定温度为160℃真空条件下加热2小时除去聚醚醚酮线材的水分；

优选地，打印的聚醚醚酮样件为长方形样件。