沉淀聚酰胺粉末中细颗粒的形成机制及其对激光选区熔化加工行为与部件性能的影响

本文系统揭示了生物基聚酰胺1012（PA1012）溶解-沉淀法制备粉末中细颗粒的形成机制，从溶液相分离角度解析其低分子量特性，并阐明其对粉末流动性、后缩聚行为及激光粉末床熔融（PBF-LB/P）成型部件缺陷控制的负面影响，为优化高性能聚合物粉末的制备与回收提供关键理论依据。

　　

Highlight

细颗粒的形成源于冷却诱导相分离过程中低分子量PA1012链段生长时间不足，其分子量分布显著低于大颗粒（通过GPC验证），且形态更不规则（SEM观测）。

Formation mechanism of the small particle fraction

在溶解-沉淀法制备PA1012粉末过程中，均相树脂溶液随温度降低发生相分离与结晶沉淀。未筛分粉末（P_unsieved）的D10、D50、D90值分别为30.5 μm、58.7 μm和96.2 μm，而筛出的小颗粒（P_small）D50仅为18.9 μm，且表面粗糙多孔。分子量分析表明小颗粒的重均分子量（M_w）比大颗粒（P_large）低23%，印证其源于低分子量链段的优先析出。

Conclusions

本研究通过筛分揭示了沉淀法制备PA1012粉末中细颗粒的形成机制及其对PBF-LB/P工艺性能和部件构效关系的影响。结果表明，细颗粒由低分子量PA1012在相分离过程中生长不充分所形成，其存在会加剧粉末静电团聚、降低流动性，并在打印过程中引发后缩聚反应导致熔体流动速率（MFR）下降。去除细颗粒可显著减少复用粉末打印部件的孔洞缺陷，使三次打印后拉伸模量衰减幅度降低72%，显著提升粉末回收性与部件性能一致性。