1. 研究目的与意义
目的：聚乳酸作为环境友好材料同时具有良好的生物相融性和力学、导热、导电性能更好的碳纳米复合，以碳纳米为填充剂，聚乳酸基体，采用熔融共混法制备碳纳米管PLA复合材料
意义：目前，我国可供熔融沉积制造（FDM）的打印材料的品种较少、价格昂贵，力学强度、耐热温度、表面质量及打印速度达不到要求。3D打印产品主要用于工艺品，还不能满足工程应用的要求，迫切需要开发出能够适应不同应用领域的打印材料，提高现有材料在耐热、高强度、抗静电等方面的性能，降低材料成本。
2. 国内外研究现状分析
聚乳酸 （PLA） 是植物淀粉经水解、 发酵制得乳酸后再经聚合而得的一种生物质高分子， 有较好的力学性能、 加工性能和生物相容性，可完全降解，被认为是最有发展前途的绿色无污染塑料。但是， PLA的冲击强度低、 热稳定性差和结晶速率慢等缺点也限制了其在实际中的广泛应用。碳纳米管(CNTs)是1991年被发现的一种碳结构材料。理想的CNTs是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、 中空的管体。根据所含石墨烯片的层数，CNTs可分为单壁碳纳米管(SWCNTs)和多壁碳 纳 米 管(MWCNTs)。CNTs有 较 大 的 长 径 比， 具有好的力学性能、 导电性及热稳定性。研究表明： CNTs具有生物组织相容性， 与骨组织相容并促进成骨细胞的生长， 这些特性都使CNTs的实际应用成为各国科学家研究的热点。将CNTs与PLA复合可有效地改善PLA性能的不足， 得到高性能可降解复合材料，国内外进行了许多研究，并且取得了一定的进展。
在制备的方法上有：溶液共混法、熔融共混法、原位聚合法和纺丝法。上述各种制备方法中， 溶液共混法和静电纺丝法需使用大量有机溶剂， 易造成环境污染， 故熔融共混法和原位聚合法更具竞争力， 且在提高CNTs的分散性和材料性能上均存在较明显的优势。通过对所用CNTs进行表面修饰或改性， 可以提高用上述制备方法得到的PLA/CNTs复合材料中CNTs的分散性。Chen等将MWCNTs表面的碳原子用王水氧化再经SOC12 酰化为MWCNT-COCl， 将其与PLA进行溶液共混， 得到聚乳酸接枝碳纳米管 (MWCNTs-g-PLA)， 提高MWCNTs在PLA基体以及氯仿、 DMF等溶剂中的分散性。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
1.研究碳纳米管的添加量和形态（碳纳米管管径、及其化学修饰对聚乳酸基3d打印材料性能的影响;
在聚乳酸中分别添加0%,1%,,2%,,3%，4%，5%碳纳米管，经高速混合机共混，然后拉丝、造粒等工序后制备3d打印线材，研究碳纳米管的添加量对聚乳酸基3d打印材料力学性能的影响。利用高阻仪测试材料的体积电阻率和表电阻率，比较他们的导电性能，利用转矩流变仪器测量他们的流变性能，通过对比，找出临界添加量。
4. 研究创新点
碳纳米管具有良好的导电、导热性能和力学性能，通过石碳纳米改性聚乳酸，提高聚乳酸3D打印材料的热变形温度和导热导电性，拓展3D打印技术的应用领域。
