聚酰亞胺自潤滑復(fù)合材料具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和自潤滑等綜合性能，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造和微電子等領(lǐng)域。 

　　近期，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點實驗室3D打印摩擦器件研究團(tuán)隊在3D打印聚酰亞胺潤滑材料與器件研究方面得了系列進(jìn)展。為解決聚酰亞胺溶解性和光固化3D打印成型難題，研究人員通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，于2017年發(fā)展了具有優(yōu)異溶解性能的可快速光固化聚酰亞胺樹脂，并實現(xiàn)了具有優(yōu)異耐高溫等綜合性能的DLP光固化3D打印聚酰亞胺（J. Mater. Chem. A, 2017, 5,16307）。受傳統(tǒng)聚酰亞胺先由聚酰胺酸涂膜再熱酰亞胺化處理工藝的啟發(fā)，提出并發(fā)展了紫外輔助直書寫打?。?/span>UV-DIW）聚酰亞胺3D打?。?/span>Adv. Eng. Mater., 2019, 1801314），在材料與工藝方面均取得了突破，實現(xiàn)了較高精度聚酰亞胺3D打印成形制造（圖1）。相關(guān)技術(shù)分別獲中國發(fā)明專利授權(quán)（ZL 201510668467.8，ZL 201910080176.5）和美國專利授權(quán)（US 11021621和US 11020895）2件。 

圖1 光固化3D打印聚酰亞胺微型精密潤滑部件

　　研究人員在系統(tǒng)探究光固化3D打印成形方式對聚酰亞胺摩擦學(xué)性能影響的基礎(chǔ)上（摩擦學(xué)學(xué)報，https://doi.org/10.16078/j.tribology.2021115），采用聚四氟乙烯（PTFE）微粉復(fù)合，實現(xiàn)了具有優(yōu)異減摩抗磨性能的3D打印聚酰亞胺自潤滑復(fù)合材料（圖2），并發(fā)揮3D打印層層累積成形的優(yōu)勢，實現(xiàn)了“按需潤滑”聚酰亞胺自潤滑表界面材料和軸承等零部件（圖2）的3D打印制造，為復(fù)雜結(jié)構(gòu)聚合物自潤滑零部件設(shè)計與制造提供了材料和技術(shù)方案（Tribology International, 2022, 167, 107405）。 

圖2  PI/PTFE潤滑復(fù)合材料摩擦學(xué)性能及“按需潤滑”功能型軸承 

　　在UV-DIW 3D打印聚酰亞胺研究的基礎(chǔ)上，研究人員實現(xiàn)了具有高儲油空間結(jié)構(gòu)的多孔聚酰亞胺自潤滑材料3D打印制造（圖3），得到了內(nèi)部孔隙可調(diào)節(jié)、機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性良好、含油摩擦系數(shù)低至0.08的多孔聚酰亞胺制件。研究結(jié)果發(fā)表在Tribology International和《摩擦學(xué)學(xué)報》上（Tribology International, 2021, 160:107009；摩擦學(xué)學(xué)報，https://doi.org/10.16078/j.tribology.2021095），并獲2件中國發(fā)明專利授權(quán)（ZL 202010004572.2和ZL 202010304000.6）。 

　　圖3 多孔聚酰亞胺含油潤滑性能及含油潤滑器件設(shè)計智造

　　上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金重點項目、中國科學(xué)院“西部之光”交叉創(chuàng)新團(tuán)隊項目、甘肅省科技計劃項目和蘭州市城關(guān)區(qū)科技計劃項目等的支持。