- 剥离实验
分别展示了水凝胶与Vero和Tango的剥离实验过程。通过剥离实验，我们发现破坏水凝胶-聚合物界面所需的能量大于破坏水凝胶本身所需的能量，每次剥离实验的破坏都是在水凝胶内部发生的，而不是在水凝胶-聚合物的界面。分别展示了水凝胶- Vero和水凝胶- Tango样品进行剥离实验后的形貌。可以清楚地看出，水凝胶-聚合物界面保持完整，大量残余的水凝胶都留在聚合物表面上。我们绘制了剥离实验的力-位移关系，得到两种情况下(水凝胶-Vero和水凝胶-Tango)的破坏强度分别为75 N/m和65 N/m，接近于先前报道的值。
- 打印所用水凝胶前驱液的制备
水凝胶前驱液是通过将丙烯酰胺(AAm)、聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)混合物与自制的高水溶性高效光引发剂2,4,6-trimethylbenzoyl - diphenylphosphine oxide (TPO)纳米颗粒混合而成。前驱液的含水量为70-80%。
我们选择丙烯酰胺作为单体，因为它能形成高度可拉伸的水凝胶，并使用PEGDA(Mw = 700)作为交联剂来调节水凝胶体系的交联密度和力学性能。PEGDA/丙烯酰胺的混合比为0.625:100。TPO与AAm – PEGDA的混合比为5%。所有化学品均购自Sigma Aldrich公司(St. Louis, MO, USA)。
- 紫外固化(甲基)丙烯酸酯聚合物溶液
所有的紫外光固化(甲基)丙烯酸酯聚合物溶液都是直接从3D打印公司购买或使用商用化学品合成的。Tango弹性体、Vero刚性聚合物、Agilus弹性体购自Stratasys有限公司(Eden Prairie, MN, USA)，ABS类聚合物购自Kudo 3D有限公司(Dublin, CA, USA)。PEGDA打印溶液是通过将PEGDA(Mw = 700)与光引发剂TPO共混而成，其中TPO与PEGDA的混合比例为2:98。
将甲基丙烯酸苄酯(BMA)与聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA,Mw = 550)共混，其中BMA与PEGDMA的混合比例为70:30，并将TPO作为光引发剂，按重量比的5%加入BMA-PEGDMA溶液中制备了形状记忆聚合物溶液。在PEGDA和BMA-PEGDMA打印溶液中，使用苏丹红I作为光吸收剂，按重量比的0.05%添加。用于制备PEGDA和BMA-PEGDMA溶液的所有化学品均购自Sigma Aldrich(St. Louis, MO, USA)。