研究人员开发出植物基3D打印树脂，推进可持续光聚合技术发展

2025年5月7日，南极熊获悉，来自加泰罗尼亚理工大学（巴塞罗那理工大学，UPC）和加泰罗尼亚化学研究所的团队开发出了一种源自植物基材料的聚合物树脂，减少了3D打印对化石燃料基树脂的依赖。

研究成果以题为“Synthesis of bio-sourced liquidresins and their photopolymerization with poly(ethylene glycol) diacrylate inthe roadmap to more sustainable digital light processing technologies†”的论文发表在RSC《应用聚合物》杂志上。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/lp/d3lp00207a

UPC 和加泰罗尼亚化学研究所(ICIQ) 的研究人员利用从多种天然来源获得的单体开发出新型 3D 聚合物树脂，其中包括琥珀酸——一种存在于玉米和西兰花等食物中的化合物。在基于光的 3D打印中，树脂必须是液态、无溶剂且具有快速聚合动力学才能实现工业可行性。

这项研究由UPC牵头，分两个阶段进行。第一阶段，采用植物基材料配制聚合物树脂，工艺过程由材料与分子工程创新——再生疗法生物材料（IMEM-BRT）小组的研究员、巴塞罗那东部工程学院（EEBE）教授Elaine Armelin联手开发。第二阶段，在研究员Fernando Bravo的指导下，ICIQ的知识与技术转移（ICIQ-KTT）和工业项目部门打印了树脂。

这一领域的研究对于推广更环保的3D打印技术至关重要。UPC和ICIQ团队开发的聚合物树脂源自天然来源——琥珀酸、苹果酸和酒石酸——只需一步合成即可转化为功能性树脂。

研究结果显示，通过组合50 wt％ 的生物基琥珀酸二烯丙酯和 50 wt％ 与聚乙二醇二丙烯酸酯（一种以快速紫外光反应而闻名的石油基共聚单体），可制备具有优异的热稳定性的生物源液体树脂，这些树脂可用于数字光处理（DLP）或立体光刻（SLA）打印机。光固化后的DLP 打印样品中非常好的尺寸分辨率和透明度，最重要的是，由于天然单体中引入的酯键的存在，此类样品迅速发生水解降解。

这项工作是Base-3D项目的一部分，项目由CIM UPC领导。该项目旨在推动增材制造技术的成熟，并推广在加泰罗尼亚工业、手术室、企业和课堂中的应用，从而推动增材制造技术的发展。

这是ICIQ和UPC在Base-3D项目中通过由LEITAT技术中心领导的Light3D集群（项目BASE3D：001-P-001646）开发的第二种聚合物树脂。第一种是可生物降解的聚合物，在DLP打印中表现出色。

目前，IMEM-BRT 小组还在研究软生物聚合物（如藻酸盐、壳聚糖和明胶）作为可持续的超吸水材料，用于土壤、电池和海水淡化电池的聚电解质。