粘合剂喷射增材制造（BJAM）是一种通用的增材制造（AM）技术，可以用各种粉末材料形成零件，包括金属、陶瓷和聚合物。BJAM利用喷墨打印选择性地将这些粉末颗粒结合在一起，形成复杂的几何形状。

近日，橡树岭国家实验室Tomonori Saito，Amy M. Elliott报道了一种用途广泛的粘合剂，超支化聚乙烯亚胺（PEI），用于BJAM，由于其伯胺和仲胺基团的存在，其具有很强的界面相互作用。

文章要点

1）超强界面相互作用使得PEI粘合剂能够与硅砂形成坚固的生坯部件，允许反应性二次渗透，并表现出冲刷功能。此外，PEI的超支化结构还提供了低粘度、高溶解度和有限结晶度，从而成为BJAM中应用的按需压电喷墨（DOD）工艺的理想选择。这些特性，加上低分子量（~800 g/mol），使PEI可以分散在固体含量范围很大的溶剂混合物中，从而能够精细地控制坯料中的聚合物含量，为不同的应用量身定制强度。

2）为了阐明影响坯体强度的各种因素，研究人员对PEI-砂界面进行了广泛的表征，揭示了PEI与硅砂之间独特的界面相互作用。然后，利用生坯中残留的胺基，通过反应性二次渗透可以进一步提高生坯强度。

3）研究人员展示了PEI粘合剂的冲刷功能，这使得印有PEI的部件可以作为轻质几何和结构的牺牲工具。

参考文献

Gilmer, D.B., Han, L., Lehmann, M.L. et al. Additive manufacturing of strong silica sand structures enabled by polyethyleneimine binder. Nat Commun 12, 5144 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-25463-0

https://doi.org/10.1038/s41467-021-25463-0