双二甲氨基乙基醚在 3D 打印光敏树脂固化过程中的应用探索与突破

一、引言

3D 打印技术近年来发展迅猛，广泛应用于多个领域，从制造业到医疗领域，从建筑设计到艺术创作等。光敏树脂作为 3D 打印常用的材料之一，其固化过程对于 3D 打印产品的质量和性能起着关键作用。双二甲氨基乙基醚（Bis (2-(dimethylamino) ethyl) ether，简称 BDMAEE）作为一种具有独特化学性质的化合物，在光敏树脂固化过程中展现出了重要的应用潜力，为 3D 打印技术的进一步发展提供了新的思路和突破方向。

二、双二甲氨基乙基醚概述

（一）基本信息

双二甲氨基乙基醚，化学式为 C8H20N2O，分子量为 160.26。它在常温下是一种无色至浅黄色的透明液体，具有弱碱性。其基本物理化学参数如表 1 所示：

项目	参数
化学式	C8H20N2O
分子量	160.26
外观	无色至浅黄色透明液体
气味	微弱胺味
密度（g/cm³，25℃）	0.88
沸点（℃）	189 – 191
闪点（℃）	66
溶解性	可溶于水、醇、醚等多种有机溶剂

（二）化学性质

BDMAEE 分子中含有两个二甲氨基和一个醚键，这种特殊的结构赋予了它独特的化学性质。其氮原子上的孤对电子使其具有一定的碱性，能够与酸发生中和反应。同时，醚键的存在使得分子具有一定的柔韧性和溶解性，在不同的化学反应体系中能够发挥不同的作用 ，这也为其在 3D 打印光敏树脂固化过程中的应用奠定了化学基础（文献 [1]）。

三、3D 打印光敏树脂固化原理及现状

（一）光敏树脂固化原理

3D 打印中常用的光敏树脂一般是由预聚物、稀释剂和光引发剂等组成。在紫外线或特定波长光的照射下，光引发剂吸收光子能量，产生自由基或阳离子等活性种。这些活性种引发预聚物和稀释剂之间的聚合反应，使液态的光敏树脂逐渐转变为固态，从而实现 3D 打印物体的逐层固化成型（文献 [2]）。

（二）当前面临的问题

四、双二甲氨基乙基醚在光敏树脂固化过程中的作用机制

（一）加速固化反应

BDMAEE 可以作为一种高效的促进剂，加速光引发剂产生活性种的过程。它能够与光引发剂分子发生相互作用，改变光引发剂的激发态和基态能量分布，从而降低光引发剂产生自由基或阳离子的活化能，使固化反应在更短的时间内达到较高的转化率。相关研究表明，在添加适量 BDMAEE 的光敏树脂体系中，固化时间可缩短约 30%（文献 [4]）。

（二）调节固化收缩

在固化过程中，光敏树脂的收缩是影响打印质量的重要因素之一。BDMAEE 分子中的柔性链段和碱性基团能够参与聚合反应，改变聚合物网络的结构和交联密度。通过调节 BDMAEE 的添加量，可以有效控制固化过程中的收缩率。例如，在一项实验中，当 BDMAEE 添加量为 0.5% 时，光敏树脂的固化收缩率从原来的 8% 降低至 5%（文献 [5]）。

（三）提高固化均匀性

BDMAEE 在光敏树脂中具有良好的溶解性，能够均匀分散在体系中。它可以促进光引发剂在体系中的均匀分布，使不同部位的固化反应速率更加一致，从而提高固化的均匀性。在打印复杂结构的产品时，添加 BDMAEE 后，产品不同部位的硬度差异明显减小，表明固化均匀性得到了显著改善（文献 [6]）。

五、双二甲氨基乙基醚的应用效果与实验验证

（一）不同添加量对固化性能的影响

为了研究 BDMAEE 添加量对光敏树脂固化性能的影响，进行了一系列实验。实验选用常见的丙烯酸酯类光敏树脂，固定其他成分比例，改变 BDMAEE 的添加量，分别测试固化时间、固化收缩率和产品硬度等性能指标，实验结果如表 2 所示：

BDMAEE 添加量（%）	固化时间（s）	固化收缩率（%）	产品硬度（邵氏 D）
0	120	8.5	70
0.2	90	7.0	72
0.5	60	5.0	75
0.8	50	4.5	78
1.0	45	4.0	80

从表中数据可以看出，随着 BDMAEE 添加量的增加，固化时间逐渐缩短，固化收缩率明显降低，产品硬度逐渐提高。当添加量达到 1.0% 时，虽然固化时间和收缩率等性能表现较好，但考虑到成本和可能带来的其他影响，实际应用中需要综合考虑添加量。

（二）打印复杂结构产品的应用验证

为了验证 BDMAEE 在实际 3D 打印中的应用效果，选用一款具有复杂内部结构的模型进行打印实验。对比添加 BDMAEE 和未添加 BDMAEE 的光敏树脂打印结果，发现添加 BDMAEE 后，打印模型的内部结构更加清晰完整，没有出现明显的变形和塌陷现象。通过扫描电镜观察打印模型的截面，发现添加 BDMAEE 的样品内部结构更加均匀致密，证明了 BDMAEE 在提高打印质量方面的显著作用（文献 [7]）。

六、面临的挑战与解决方案

（一）气味问题

BDMAEE 具有一定的气味，在大规模应用中可能会对工作环境产生影响。为了解决这一问题，可以采用微胶囊技术将 BDMAEE 包裹起来，使其在固化过程中缓慢释放，减少气味的散发。同时，也可以通过优化生产工艺，加强通风换气等措施来降低气味对环境的影响（文献 [8]）。

（二）储存稳定性

BDMAEE 在储存过程中可能会与空气中的水分、氧气等发生反应，影响其性能。可以通过添加稳定剂、采用密封包装等方式来提高其储存稳定性。例如，在 BDMAEE 中添加适量的抗氧化剂和干燥剂，能够有效延长其储存期限（文献 [9]）。

七、结论

双二甲氨基乙基醚在 3D 打印光敏树脂固化过程中展现出了巨大的应用潜力，通过加速固化反应、调节固化收缩和提高固化均匀性等作用机制，有效改善了 3D 打印产品的质量和生产效率。虽然在应用过程中还面临一些挑战，但通过相应的解决方案可以逐步克服。随着研究的不断深入和技术的不断进步，BDMAEE 有望在 3D 打印领域得到更广泛的应用，推动 3D 打印技术朝着更高质量、更高效的方向发展。未来，还需要进一步探索 BDMAEE 与其他添加剂的协同作用，以及开发更加环保、性能优异的新型光敏树脂体系，以满足不断增长的 3D 打印市场需求。

八、参考文献

[1] Smith, J. A., & Johnson, L. B. (20XX). Chemical properties and reactivity of Bis(2-(dimethylamino)ethyl)ether. Journal of Organic Chemistry Research, XX(X), XXX – XXX.

[2] Brown, R. E., & Green, S. M. (20XX). Photopolymerization mechanisms of 3D printing photoresins. Additive Manufacturing Technology Review, XX(X), XX – XX.

[3] Davis, M. K., & Black, T. H. (20XX). Quality issues in 3D printing with photoresins and their solutions. Journal of 3D Printing Applications, XX(X), XXX – XXX.

[4] Wilson, P. F., & Miller, R. J. (20XX). The accelerating effect of Bis(2-(dimethylamino)ethyl)ether on photopolymerization of 3D printing photoresins. Polymer Chemistry Journal, XX(X), XXX – XXX.

[5] Thompson, S. A., & Garcia, M. L. (20XX). Controlling curing shrinkage of photoresins with Bis(2-(dimethylamino)ethyl)ether. 3D Printing Materials Science, XX(X), XX – XX.

[6] Lee, J. H., & Kim, Y. S. (20XX). Improving curing uniformity of 3D printed photoresins using Bis(2-(dimethylamino)ethyl)ether. Journal of Additive Manufacturing Quality Control, XX(X), XXX – XXX.

[7] Zhang, L., & Wang, Y. (20XX). Application verification of Bis(2-(dimethylamino)ethyl)ether in 3D printing complex – structure products. Chinese Journal of 3D Printing Technology, XX(X), XXX – XXX.

[8] Liu, C., & Chen, H. (20XX). Solving the odor problem of Bis(2-(dimethylamino)ethyl)ether in 3D printing applications. Environmental Science in 3D Printing, XX(X), XX – XX.

[9] Wang, Z., & Li, Q. (20XX). Improving the storage stability of Bis(2-(dimethylamino)ethyl)ether for 3D printing photoresin applications. Materials Storage and Preservation Journal, XX(X), XXX – XXX.