3D打印技术近年来发展迅速,由于其在构建复杂模型和客户定制方面的优势,3D打印在科研和工业领域有着越来越多的应用。在众多打印技术中光固化3D打印技术发展最早,也最为成熟,但打印时间长、打印样件的性能较差等缺点限制了其发展,因此开发打印精度高、光固化速度快、力学性能优异的光敏树脂对于3D打印行业的发展至关重要。超支化聚合物是一种支链多、结构不规整的聚合物,具有官能度高、溶解性好、粘度低等特点,其合成简便,不需要高度纯化。这些特点决定了其适合于工业应用,特别是用于光敏树脂。本论文对于超支化聚合物的合成及其在3D打印中的应用研究如下:1.通过异佛尔酮二异氰酸酯与二羟甲基丁酸中的羟基反应得到AB2型单体,再以硬脂酸镁为催化剂,催化异氰酸基与羧基反应制备超支化聚合物,最后用丙烯酸羟乙酯封端引入可聚合的双键结构。通过红外、核磁等方式研究了聚合物结构及反应过程,表明了预期结构的合成。控制AB2单体缩合时体系中的异氰酸基含量得到了三代超支化聚合物,对其进行了表征测试。结果显示,超支化聚合物的分子量分布较宽;各代聚合物中均有晶体结构,熔点为288℃左右,聚合物在加热条件下的聚合温度随着代数的增加而增加。2.为了进一步降低成本,减少反应时间,改用活性更高、成本更低的甲苯二异氰酸酯和二羟甲基丁酸利用与前一节同样的方法制备了超支化聚合物。通过红外、核磁共振氢谱研究了聚合物结构及反应过程,表明了预期结构的合成。通过控制AB2单体缩合时体系中异氰酸基的含量得到了三代聚合物,对其进行了表征测试。结果显示,该超支化聚合物的分子量分布也较宽,但比IPDI系列聚合物要窄;聚合物中均有晶体结构,熔点为288℃左右,聚合物在加热条件下的聚合温度随着代数的增加而增加。与IPDI制备超支化聚合物对比,TDI能以更短的反应时间和更低的反应温度制备得到具有结晶性的超支化聚合物。3.通过调整超支化聚合物和活性稀释剂的比例,研究了预聚物含量对光敏树脂性能的影响。对不同体系和同一体系不同代数超支化聚合物复配得到的光敏树脂的黏度和流变性能进行了表征。再通过LCD型3D打印机将树脂打印成测试样条测试其力学性能,并研究了曝光时间对样条机械性能的影响。结果显示,每种光敏树脂的样条力学性能都很优异,IPDI系列中以IPDI-3树脂在25%预聚物含量下,每层曝光时间6秒进行打印性能最佳,拉伸强度达到42.98 MPa,弯曲强度达116.06 MPa,冲击强度达到34.59 KJ/m2;TDI系列中,TDI-3在预聚物含量25%,6秒曝光时间下打印性能较好,拉伸强度,弯曲强度和冲击强度分别为46.61 MPa,145.88 MPa和29.23 KJ/m2,或者27.5%的预聚物含量,在4秒曝光时间下打印,拉伸强度,弯曲强度和冲击强度分别为66.24 MPa,136.08 MPa和26.40 KJ/m2,但黏度稍大。与市售树脂相比,这三种树脂弯曲强度或冲击强度有较大提升。