3D printing light-curing acrylic resins with electrical properties based on polianiline and lignin

Resumen

El avance en impresión 3D, clave para los nuevos modelos productivos de la Industria 4.0, requiere materiales de altas prestaciones y respetuosos con el medioambiente. Su aplicación en sensores es especialmente atractiva permitiendo, a un coste asequible, la integración de la electrónica en la fabricación. El objetivo de esta tesis es desarrollar nuevas resinas fotocurables con propiedades eléctricas para impresión 3D-DLP. Se han diseñado resinas flexibles basadas en monómeros de acrilato y nanorellenos: polianilina (PANI), PANI modificada con lignina (PANI/Lignina) o con nanotubos de carbono (PANI/MWCNT) y lignina organosolv. La caracterización estructural de los materiales se ha realizado mediante TGA, FTIR, reología, microscopía y análisis elemental; se ha prestado especial atención a la compatibilidad matriz/relleno, las propiedades mecánicas y eléctricas (piezocapacitivas y piezorresistivas). La PANI ha demostrado ser un relleno conductor valioso para resinas conductoras imprimibles fotocurables. La PANI modificada con MWCNT mejoró la conductividad eléctrica de las resinas, a costa de una mayor heterogeneidad. Sin embargo, la lignina, como parte del relleno o aditivo, mejoró la homogeneidad, acabado superficial y propiedades eléctricas de los compuestos. Finalmente, los prototipos funcionales (sensores impresos) obtenidos validaron la reproducibilidad y precisión de los materiales desarrollados en condiciones reales de uso.