研究表明等离子体技术有助于提升3D产品的激光烧结

以上均为高倍扫描电镜图像，（a）未经LP‐PT等离子体处理的PA12粉末（b）经LP‐PT等离子体处理1h后的PA12粉末（c）经LP‐PT等离子体处理2h后的PA12粉末（d）经LP‐PT等离子体处理3h后的PA12粉末

       在过去的十年中，激光烧结（LS）作为最有前途的聚合物添加剂制造技术之一，已经能够精确制造具有复杂几何形状的三维（3D）产品。其中，聚酰胺12（PA12①）粉末由于具有易烧结、比表面积大、可吸收较高的激光能量、机械性能良好等特点，经常被应用于激光烧结技术。与众多其他的聚合物一样，LS -PA12也存在应用限制。由于它们的亲水性差，聚合物需要与其它材料粘合，以提高其润湿性和可印刷性。PA12粉末由于具有较长的亚甲基链、酰胺基团之间的强氢键，因而在极性溶剂中具有较低的溶解度和溶胀性。因此，经常使用各种表面改性技术来修饰聚合物的表面，例如使用湿化学法等离子体技术来修饰聚合物的表面，以便用于激光烧结。

      含有自由电子、激发或电离的原子或分子、自由基、亚稳态紫外可见光的等离子体介质广泛应用于聚合物表面的化学改性，比如说超细清洁、表面官能化、蚀刻。像低压等离子体射流一样，常压等离子体射流主要用于改善材料表面的润湿性和粘附性。在过去的十年里，等离子体基表面改性技术基本不怎么产生过有毒的或废弃的化学品，并且具有良好的性能，因而被认为是一种环保型表面改性技术，在工业生产中得到了广泛应用。

      来自伊朗、英国和德国的研究人员利用不同的等离子体技术分析了等离子体处理对PA12烧结的影响，这其中主要用到低压等离子体处理（LP‐PT）和两个大气压的等离子体射流K‐APPJ、H‐OPAPJ。据该研究团队的成员Alaa Almansoori称：“在进行LP‐PT处理后，PA12粉末变得湿润、致密且多孔，这可能是由于含氧基团的掺入、碳键的解离并伴有挥发性产物和无定形成分的分解造成的。”

      虽然在表征K‐APPJ和H‐APPJ处理PA12使用技术如红外和润湿性分析将所需的化学和物理变化，进一步的工作和测试团队看到了激光烧结应用PA12粉末作为有前途的PJ处理技术。在利用K‐APPJ和H‐APPJ技术处理PA12粉末时，为了进一步实验检测其物理化学变化，使用红外光谱分析（FTIR）和润湿性分析等技术将是必需的。科研团队表示，将PJ处理技术应用于PA12的激光烧结是非常具有前景的。

注：PA12的学名为聚十二内酰胺，又称尼龙12，是半结晶-结晶热塑性材料。其聚合的基本原料是丁二烯，可依赖于石油化工。PA12是很好的电气绝缘体，并且和其它聚酰胺一样不会因潮湿影响绝缘性能。它有很好的抗冲击性机化学稳定性。PA12的粘性主要取决于湿度、温度和储藏时间，其收缩率在0.5%到2%之间，这主要取决于材料品种、壁厚及其它工艺条件。


原文来自：advanced science news，原文题目：Plasma Technique Improves Laser Sintering of 3D products，由材料科技在线团队翻译整理。