Page 58 - 《精细化工》2022年第10期
P. 58
·1992· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
5
性能的 3D 打印 MXene 气凝胶。但是由于冷场辅助 联提升墨水的黏度（~1×10 Pa·s），通过挤出式打
DOD 法难以构建复杂的几何形状与结构，开发出 印成功制备了相应的 3D 打印无机气凝胶材料，该
能使用挤出式打印或光固化打印的墨水至关重要。 法也可用来制备以二氧化锰纳米线与氧化锌纳米
而 LIU 等 [41] 提出以二维纳米片层材料（GO、Ti 3 C 2 T x 线等一维金属氧化物纳米线气凝胶的挤出式打印
等）为物理交联剂辅助银纳米线材料分散并与之交 墨水。
图 5 SiO 2 气凝胶的挤出式打印（a） [22] ；SiO 2 气凝胶的光固化打印（b） [39]
Fig. 5 Extrusion printing of SiO 2 aerogel (a) [22] ; Photo-curing printing of SiO 2 aerogel (b) [39]
2.3 3D 打印有机气凝胶 2.3.1 有机聚合物气凝胶
相比于无机气凝胶，有机气凝胶以高聚物分子 由于大多数有机聚合物气凝胶的制备方法也是
为基础形成多孔结构，因而具有远超无机气凝胶的 基于“溶胶-凝胶”法，为了实现此类有机聚合物气
高强度与柔韧性，并且保持了无机气凝胶材料的高 凝胶的挤出式打印，通常需要在前驱体溶胶中添加
孔隙率和低密度等特点。自 1990 年发展至今开发了 特定的添加剂以调控其凝胶墨水的流动性能，比如：
RF [42] 、聚酰亚胺（PI） [43] 和聚苯并唑（PBO） [44] CHANDRASEKARAN 等 [30] 通过在 RF 溶胶中添加
等各式各样的有机聚合物气凝胶，它们通常是通过 羟丙基甲基纤维素和气相 SiO 2 以提高黏度和获得剪
单体聚合法合成得到的。但是，有机气凝胶在制备和 切变稀的流变性能。但是有机聚合物气凝胶的“溶
应用过程中使用大量有机溶剂，也会对环境造成危 胶-凝胶”依然难以精确控制，难以稳定配制具有良
害 [45] 。以蚕茧、木材和海贝等天然材料为原料的丝 好可挤出打印性能的墨水。因此，CHENG 等 [47] 通
素蛋白、纤维素和海藻蛋白等材料，通过所含大分 过将芳纶制成纳米纤维，再通过“胶体分散”法将
子之间的交联形成的对应有机生物质气凝胶应运 该纳米纤维作为原材料分散在二甲基亚砜中形成具
而生，其最大的优点是具有良好的生物降解性和生 有良好流动性能与黏度（约 200 Pa·s）的 3D 打印墨
物相容性 [46] ，符合中国双碳背景下的绿色可持续发 水，经过挤出式打印形成三维结构后再通过 ScCO 2
展要求。 干燥制成了具有高压缩强度（压缩模量为 470 kPa）
