在4月1日的推文中，我们简要分享了ABS、PC、PA及PEEK四种常见的3D打印材料及其改性方法【3D打印改性材料只有大厂才能玩？看这个你也能加入（上）】。
本期我们将继续为大家介绍一些具有可降解属性或特种材料在3D打印领域的应用与使其流动性、形态以及性能符合要求的改性技术。
需要提醒大家注意的是，根据3D打印方法的不同，要求材料的形态也有所不同。
熔融沉积成形（FDM）使用的是丝材，激光选区烧结（SLS）则使用的是粉材。
由于工业上常用的聚合物原料大多以颗粒为主，制成丝材或粉材都要进行二次加工，提高了3D打印耗材的使用成本，目前也有一些单位开始研发以颗粒为原料的3D打印装备，颗粒材料进行3D打印指日可待，改性行业企业也需多加关注。
随着人类环境保护意识的逐渐提升，可以生物降解的热塑性树脂也开始加入3D打印耗材的行列。相比于传统工程塑料，生物塑料机械强度较低，耐热性和耐候性通常也较为逊色，但生产和使用过程都较为环保，符合人类绿色发展的要求。
更为可贵的是，这些生物塑料大多具有良好的生物相容性，因此它们的3D打印产品在医疗行业具有广阔的应用前景。典型的3D打印用生物塑料有聚乳酸PLA、聚己内酯PCL和聚对苯二甲酸乙二醇酯-１，４-环己烷二甲醇酯PETG等。
本期我们将为大家介绍PLA、PCL、PETG三种常见的生物降解3D打印材料及其改性方法。另外还有新型的高性能工程塑料PPSF的3D打印应用。
PLA与ABS并称为FDM打印的两大主力材料。PLA的打印温度为180～220℃，可以在较低温度（低于70℃）的支撑平板上有效成型，然而其玻璃转化温度偏低，只有60℃ 左右。与ABS相比，PLA熔化后容易附着和延展，打印时不产生难闻的气味，打印后的材料几乎不会收缩，因此，即使是结构简单的开放式打印机也能打印较为巨大的零件，这使得 PLA成为最廉价的入门3D打印机的主力耗材。此外，PLA可以获得半透明结构的打印零件，比通常为不透明的亚光ABS打印件更具美感。
不过，作为生物塑料，PLA的缺点也同样明显，该材料力学性能较差，韧性和抗冲击强度明显不如ABS，不宜做太薄或者需要承重的部件。
为了获得高强度的PLA打印件，可适当采用扩链剂，以熔融共混工艺制备改性PLA打印丝材，其打印件缺口冲击强度较纯PLA材料增加140％。
同时，对聚乳酸进行进行填充或添加改性，提高冲击强度、耐热性和断裂伸长率，可使成品具有表面光洁、尺寸稳定等优点。
PCL是一种具有形状记忆特性的生物可降解聚酯，具有较低的熔点（约60℃）和极好的生物相容性。因此，PCL可作为节能3D打印的良好耗材，其打印产品广泛用于医学领域，尤其是体内器官修复和心脏支架。
PCL具有良好的力学性能和降解性，但直接将PCL材料运用于骨骼中，还存在孔隙率和力学性能不满足应用的问题。
如果将PCL应用于3D打印技术中，要进一步提升材料的力学性能、亲水性等性能。对PCL材料使用纳米羟基磷灰石进行共混后，当含量为20%时，3D打印试样的拉伸强度和弯曲强度均达到最大值，分别为23.3 MPa和21.4 MPa。
PETG是最近才被应用于3D打印领域的一种新型聚酯，是一种结晶度很低的共聚酯，同样是一种新型的生物基塑料。具有优异的光学性能、高光泽表面以及良好的注塑加工性能，此外还具有无毒、环保等优良特性。与PLA或PCL相比，此材料具有相对较高的韧性和抗冲击强度，同时仍然保持低的收缩率，适合于强度要求较高的打印零件。
但由于3D打印技术需要更高的材料韧性，PETG材料需要进行进一步的增韧改性。也可以与PC等工程塑料共混，获得具有较高耐热性、机械强度和良好打印性能的新型高分子合金打印材料。
例如使用MBS为助剂，其是由甲基丙烯酸甲酯（MMA）和苯乙烯（ST）接枝于聚丁二烯（PB）大分子链上而形成的三元接枝共聚物，其中以甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物为壳层、聚丁二烯为核的“壳-核”结构，它具有高效抗冲改性性能，被广泛应用于各类塑料增韧改性，MBS外层的MMA能与PC相容，内层与PETG相容，因此也可作为PETG/PC体系的相容剂。
经研究表明，添加MBS能有效改善PETG/PC/MBS材料的韧性，这与MBS结构有很大关系，MBS是一种壳-核结构的弹性体，既有橡胶态的核层结构，能很好提高材料的冲击强度和断裂伸长率，又有模量较高的壳层结构，以至于在提高复合材料軔性的同时，不至于较大程度降低强度。
PPSF俗称聚纤维酯，是所有热塑性材料中强度最高、耐热性最好、抗腐蚀性最强的材料，广泛用于航空、航天、交通工具及医疗行业等领域。Stratasys公司于2002年推出了适合FDM技术的工程塑料PPSF，其耐热温度为207～230℃，适合高温的工作环境。在各种快速成型工程材料之中，PPSF有着最高的耐热性、强韧性以及耐化学品性。
