通过I型光引发可逆加成-碎片链转移聚合进行3D打印和原位表面改性

本方案描述了基于数字光处理的基于3D打印的聚合物材料，使用I型光引发的可逆加成碎片链转移聚合和随后的 原位 材料 通过 表面介导的聚合后功能化。光诱导3D打印为材料提供独立定制和空间控制的体积和界面特性。

该协议允许独立调整3D打印材料的体积和界面特性。这为设计和制造复杂的3D打印材料提供了更大的灵活性。该技术不需要严格的反应条件，可以使用市售设备进行。

因此，这种技术使得制造复杂的3D打印材料变得更加容易。首先，将0.36克BTPA称入干净的50毫升琥珀小瓶中，以制备散装树脂。使用微量移液器向琥珀小瓶中加入13.63毫升聚乙二醇二丙烯酸酯和14.94毫升DMAm。

在覆盖有铝箔的单独20毫升清洁玻璃小瓶中，加入0.53克TPO。使用微量移液器，将10毫升DMAm加入含有TPO的20毫升玻璃小瓶中，并使用盖子密封小瓶。通过使用涡旋混合器混合10秒钟，然后使用标准实验室声波浴在室温下对混合物进行2分钟的超声处理，彻底匀浆DMM中的TPO溶液。

使用玻璃移液器和橡胶移液器灯泡，将溶液从20毫升玻璃小瓶转移到50毫升琥珀色小瓶，并用盖子和可模塑塑料薄膜密封小瓶。轻轻摇动50毫升琥珀小瓶，然后将小瓶在室温下置于声波浴中2分钟，以确保混合物均匀。将装满散装树脂的密封琥珀色小瓶放入通风橱中供以后使用。

如前所述制备表面树脂，用于制备本体树脂。制备表面树脂后，将密封的琥珀色装有表面树脂放入通风橱中供以后使用。要进行3D打印，将先前制备的散装树脂倒入3D打印机大桶中，确保溶液完全覆盖大桶中的底部薄膜，没有任何气泡或其他不均匀性，然后关闭3D打印机外壳。

使用3D打印机屏幕导航USB，然后单击三角形"播放"按钮选择切片的模型文件，开始3D打印过程。通过观察3D打印机屏幕，仔细注意打印的层数，并在基础基板最后一层的3D打印过程中按下两条垂直线暂停按钮来暂停打印程序。取出整个构建阶段，然后用未变性的100%乙醇从洗涤瓶中轻轻冲洗构建阶段和打印材料10秒钟，以从3D打印材料和构建阶段中去除残留的块状树脂。

使用压缩空气，轻轻干燥3D打印材料和构建阶段以去除残留的乙醇，然后将构建阶段重新插入3D打印机。从3D打印机上取下大桶，将剩余的散装树脂倒入琥珀色的薄纱中，并将该薄饼存放在阴凉，黑暗的地方。使用洗涤瓶中未变性的100%乙醇，仔细冲洗大桶以除去任何残留的散装树脂。

使用压缩空气流干燥大桶以除去任何残留的乙醇，然后将大桶重新插入3D打印机中。为了进行表面功能化，将先前制备的表面树脂倒入3D打印机大桶中，确保溶液完全覆盖底膜，没有任何气泡或其他不均匀性，然后关闭3D打印机外壳。通过单击三角形"播放"按钮恢复3D打印程序，以允许发生预定的表面图案化。

打印程序完成后，从3D打印机上取下构建阶段，并使用洗涤瓶用未变性的100%乙醇洗涤10秒钟，以从3D打印材料和构建阶段中去除残留的表面树脂。使用压缩空气，轻轻干燥3D打印材料并构建阶段以去除残留的乙醇。在仍然附着在构建阶段的同时，通过反转整个构建阶段并将其置于405纳米光下15分钟来后固化材料。

使用薄金属板或油漆刮刀从构建阶段轻轻移除表面功能化的3D打印材料。要进行荧光分析，请将3D打印的表面功能化材料置于黑暗处的312纳米紫外气体放电灯下，确保表面功能化层朝上。打开灯，用312纳米的光连续照射表层并观察荧光图案。

要进行拉伸性能分析，请将狗骨形试样放在拉伸试验机的夹具之间，确保3D打印材料均匀地放置在50.3毫米的距离处。启动程序以获取力量与旅行数据。经过3D打印和表面功能化，材料在405纳米辐照下后固化。

据观察，功能化材料为黄色，但高度透明，形状清晰。功能化材料在黑暗中不显示荧光。然而，在紫外照射下，在表面功能化步骤中被光照射的区域观察到空间分辨的表面荧光，可见为略微升高的阴阳图案。

荧光图像显示，在紫外光照射下，材料的底部没有荧光。然而，材料的上侧在阴阳图案中显示出强烈的荧光。分析了3D打印狗骨形样品的力学性能，并得到了应力-应变曲线。

该材料表现出弹性变形，提供约25兆帕斯卡的屈服应力，然后在失效前形成塑性变形。断裂伸长率约为12%，而断裂应力约为22兆帕斯卡。杨氏模量计算约为7兆帕斯卡，而韧性约为每立方米115兆焦耳。

重要的是要确保表面居民完全覆盖大桶膜，并且没有气泡或其他可能导致偏离预期表面图案的缺陷。