고해상도 DLP 3D 프린팅을 위한 지속 가능한 아크릴-이소소르비드 폴리우레탄 수지

디지털 광 처리(DLP) 3차원(3D) 프린팅은 고해상도, 기계적 완전성, 지속 가능성을 결합한 수지를 필요로 한다. 본 연구에서는 이소소르비드-에틸렌 옥사이드(ISB-EO) 디올과 지방족 디이소시아네이트로 합성한 바이오 기반 UV 경화 아크릴-이소소르비드 폴리우레탄(A-IPU) 수지를 제시하며, 이후 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-HEMA)로 아크릴화하였다. Mn 약 15,000 g/mol 및 좁은 분포도(Đ 1.53–1.59)를 가진 4종의 A-IPU 수지 계열을 합성하였다. 폴리에틸렌 글리콜 400 다이아크릴레이트(PEG400DA) 및 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(TPO)와 함께 제조된 조제물은 400 mPa·s 이하의 점도를 보여 DLP용 처리에 적합하였다. 4개 시스템 중 ISB-10EO 및 4,4′-메틸렌 다이사이클로헥실 디이소시아네이트(H12MDI) 기반 A-IPU (A-IPU II)가 최적의 균형을 보였으며, 인장 강도 5.47 MPa, 파단 신율 14.06%, 쇼어 A 경도 약 90, 굴곡 강도 1.58 MPa를 달성했다. 타이어, 눈송이, 유연한 밴드-에이드 등 복잡한 3D 구조물을 2% 미만의 치수 오차로 성공적으로 제조하였다. A-IPU II의 기계적 특성은 석유 기반 아크릴-PU 수지 범위 내에 있어 실용적 경쟁력을 확인시킨다. 특히, 정량적 녹색 지표(PMI=1.09, E-factor=0.09, 원자 경제성 약 100%)를 갖는 거의 용매 없는 합성법은 이 시스템의 환경적 이점을 보여준다.