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將廢棄塑料用作打印墨水的科研取得進展

2020-06-01    中國質量萬里行        點擊:

  我國是塑料生產和消耗大國,塑料產量逐年遞增。塑料制品因其具有成本低、質量輕、強度高、耐腐蝕、加工方便、高絕緣和美觀實用等優點,在各行業得到了廣泛的應用。工信部數據顯示,2019年,全國塑料制品產量達到8184.2萬噸。但是由于塑料制品易老化、易破損、難于自然降解,它所造成的環境污染亦日趨嚴重,因此,廢舊塑料的處理和回收再利用成為全球性的問題。

  3D打印是近年來蓬勃發展的新興高科技技術,每年需要大量耗材。市場上常見的3D打印耗材是聚合物與金屬。金屬類別耗材不如聚合物復雜,主要是金屬粉末;而聚合物耗材可進一步分為熱塑性塑料與熱固性塑料,可用于打印從購物袋到汽車零部件到樂高積木等商品。因此,將廢舊塑料回收制成3D打印聚合物耗材,不但能夠為廢棄塑料回收提供一個新穎途徑,同時產生較高的經濟價值。本項目組針對廢舊塑料用作3D打印耗材墨水開展研究,使用自行設計的打印機,將廢舊塑料打印成形貌良好的組件,實現廢舊塑料的再生利用。本項目打印精度可以達到0.2mm,成絲均勻,結構致密,與使用現有市場耗材打印出的物件各項性能基本相當。

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  在化生學院張甜老師的指導下,武漢理工大學化學化工與生命科學學院、自動化學院、航海學院、材料學院管理學院的孫洪博,郭靖,周文豪,吳睿鑫,李玉春,姚茂嘉,趙子懿7位本科生廣泛查閱文獻,了解國內外研究現狀,已探索出一種以廢棄塑料為原料,直接省略原料擠出的中間步驟,可直接作為打印墨水進行打印制作3D打印產品的方法,并且產品的熔融速率、拉伸強度、沖擊強度等數據均符合3D市面上3D打印飾品的要求,取得階段性成果。

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  制備工藝無需添加其他化工原料,降低現有3D打印原料的成本;并且生產過程中。無有毒有害化學物質產生,避免了生產的二次污染。該成果已于2019年11月20日申請了國家發明專利(一種以廢棄塑料粉末及枯葉粉末混合物為耗材的環保型3D打印機。申請號:201911139865.5 申請日:2019年11月20日)

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  目前,該小組成員正在著手完善作品,提高該作品完整性。

  以上是該節能減排競賽小組的階段性成果,他們將于2020年6月參加全國大學生節能減排與科技競賽武漢理工大學校賽

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