丙烯-乙烯无规共聚物在材料挤出增材制造中的翘曲行为研究：结晶动力学与床温的关键作用

《Polymer》：Warpage of polypropylene and propene-ethylene random copolymers in material extrusion additive manufacturing

本文聚焦材料挤出增材制造（MEAM）中聚丙烯及其共聚物的翘曲变形难题，系统阐述了乙烯含量、结晶度（Xc%）、床温（TB）与结晶温度（TC）差值（ΔTB）对翘曲行为的调控机制。通过热分析（DSC）、X射线衍射（WAXD）及红外成像等表征手段，揭示了降低ΔTB可延缓结晶动力学并促进内应力松弛，从而显著抑制翘曲，为高性能聚烯烃的MEAM加工提供了关键理论依据。

　　

亮点

本研究深入探讨了丙烯-乙烯无规共聚物在材料挤出增材制造（MEAM）中的翘曲行为。通过调控乙烯含量和床温（T_B），我们发现降低结晶度可有效抑制翘曲，而增加打印层数会加剧变形，这主要归因于非同步结晶过程。引入关键参数ΔT_B = T_C ? T_B（结晶温度与床温差值），成功将不同材料和工艺条件下的翘曲数据统一为两条“主曲线”，证实减小ΔT_B可通过延缓结晶速率和促进应力松弛显著降低翘曲。

结论

本工作系统研究了乙烯含量对丙烯/乙烯无规共聚物在MEAM打印件中翘曲的影响。通过分析单层和双层模型几何结构，明确了材料与工艺参数对变形行为的交互作用。所有材料均随层数增加而翘曲加剧，红外成像显示层间结晶非同步性是主因。提高床温可普遍缓解翘曲，源于结晶动力学减速和松弛过程加速。ΔT_B作为统一描述符，成功关联了翘曲程度与工艺条件，为快速结晶聚合物的MEAM加工提供了优化策略。