聚丙烯酸钠在3D打印材料中的支撑与脱模性能

聚丙烯酸钠凭借水溶性、优良粘性及成膜性等特性，在3D打印领域多应用于光固化等工艺的支撑材料，既能通过形成稳定结构保障复杂零件成型，又能借助水溶性等特点优化脱模效果，以下是其支撑与脱模性能的详细解析及优化方式：

支撑性能：兼顾力学支撑与成型适配性

构建稳定支撑结构，保障复杂成型：聚丙烯酸钠分子链上的羧酸钠基团易解离，形成带负电的聚合物网络，在光固化3D打印中与丙烯酸、丙烯酰胺等单体共聚后，能形成致密的三维网络结构，这结构可有效抵消成型过程中的收缩应力，其制备的支撑材料拉伸强度能达到13.4MPa，足以支撑含空腔、悬空等复杂结构的实体材料，避免打印时出现实体材料液滴下垂、坍塌等问题。比如在聚合物喷射技术中，它能填充零件空腔和悬空部位，为高精度成型提供保障。同时，其分子链的弹性支撑作用可使打印后材料干燥体积变化率低于0.5%，远低于普通材料2%-3%的收缩率，保障了支撑结构与实体零件的尺寸稳定性。

适配多种体系，提升打印兼容性：聚丙烯酸钠耐温性较好，在50℃环境下触变润滑效率仍能保持初始值的90%以上，可适配部分高温打印场景，避免支撑材料因热降解失去支撑作用。并且它耐碱性优良，久存粘度变化小，能与水泥基、石膏浆等打印材料兼容。将其加入这类打印材料中，不仅能增强材料粘性和成型性，还能通过支撑作用减少打印件脱模时的损伤率，尤其适合建筑领域的3D打印场景。

脱模性能：依托水溶性简化脱模流程

水溶性特性实现无损脱模：聚丙烯酸钠具有强吸水性，以其为原料之一制备的光固化支撑材料，可实现高效水溶性脱模。经实验优化，当中和度控制在75%时，该支撑材料达到上限溶解度仅需 6 小时。打印完成后，只需将零件浸入水中，支撑材料便会逐渐溶解，无需手动剥离或使用特殊工具，避免了传统脱模方式对复杂、精细零件的刮擦损伤，大幅提升了零件表面质量。

辅助提升基础材料脱模便捷性：除作为专用支撑材料外，聚丙烯酸钠在陶瓷、水泥基等打印材料中还可作为助剂优化脱模。例如在陶瓷泥浆中加入少量聚丙烯酸钠，能显著提高陶瓷毛坯强度，让毛坯在脱模时不易碎裂，同时其粘性可减少泥浆与模具的粘连，使脱模过程更顺畅，有效提升陶瓷3D打印毛坯的成品率和质量。

性能优化方式

优化制备工艺参数：在制备光固化支撑材料时，控制丙烯酸与氢氧化钠1滴/秒的滴加速率，并在-5℃低温下进行中和反应，可制备出稳定无絮状物的丙烯酸-丙烯酸钠水溶液，为支撑和脱模性能奠定基础。搭配光引发剂时，采用907与TPO-L等按特定比例复配，能让支撑材料快速完全固化，既保证支撑强度，又不会因固化不完全影响后续溶解脱模。

复配其他成分增效：将聚丙烯酸钠与聚乙二醇400丙烯酸双酯复配，后者作为交联剂可进一步强化支撑材料的力学性能；添加表面活性剂如P123等，能提升材料各组分的相容性，让支撑材料结构更均匀，溶解时也能更快速、彻底，进一步缩短脱模时间。

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