什么是聚合物?
在本部分中,我们将以材料科学的角度逐步讲解3D打印中常见的问题与挑战。本页的理念是为常见问题提供更多科学知识,以便更容易地克服它们。
首先,重要的是要了解在3D打印中使用的材料是什么:聚合物
聚合物是由大量重复单元(称为“单体”)在聚合过程中形成的大分子或“高分子”。聚合过程通过化学反应将单体分子连接在一起,形成聚合物的主链。
所产生的聚合物类型会根据构成它们的单体化学成分和组成而有所不同。单体之间形成的连接将被定义为共价键。

聚合物可分为两大类:热固性塑料和热塑性塑料。
热固性塑料是从软固体或黏稠液态预聚物不可逆固化为固态聚合物的聚合物。固化过程也称为交联,通过化学反应将所有单体和预聚物连接起来,形成网络结构。固化后的热固性塑料无法再熔融,通常不可用热加工。

热塑性塑料是在加热时变软、冷却时变硬的材料。热塑性塑料可以多次加热、成型和冷却,而其化学特性或机械性能仅发生最小变化。与每条聚合物链通过共价键彼此连接的热固性塑料不同,热塑性塑料的聚合物链之间通过较弱的键相互连接,这些键被定义为非共价键。
聚合物也可以根据其微观结构分为两类:
非晶与半晶
区分不同热塑性塑料的一种方式是通过它们的微观结构,微观结构可以决定聚合物的性能和行为。
非晶
非晶聚合物的特征是没有长程有序性。这意味着聚合物链呈随机取向。
一般而言,透明塑料通常由非晶聚合物制成,例如PMMA、PS和PC。

半晶
半晶聚合物的特征是具有带有结构域(称为“晶体”)的有序结构。
晶体是一群有序且紧密堆积的聚合物链。晶区和非晶区在半晶聚合物中共存,因此称为“半晶”。晶化区域的比例由结晶度定义。半晶聚合物的一个特定特性是,该结晶度会显著影响其力学和热学性能。

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