如果你曾經用PLA材料3D打印過花盆，并親眼目睹它曾經防水的結構隨著時間的推移逐漸破裂并開始漏水，那么你就知道聚合物會降解。你應該使用防潮性能更好的聚丙烯材料。

那么那個汽車零件或者那個肥皂盒怎么樣？

有些聚合物在耐受日?；瘜W品方面比其他聚合物更勝一籌，例如弱酸性洗滌劑、泳池氯氣和發(fā)動機潤滑油。選擇合適的耐化學性線材對于 3D 打印部件在嚴苛環(huán)境下的使用壽命和安全性至關重要。本文，我們將探討不同類型 3D 打印線材的耐化學性，并探討哪一種最適合您的下一個項目。

什么是耐化學性？

3D 打印泳池配件需要耐化學品和紫外線（來源：Derrick Cassel via Printables）

一些聚合物絲對某些化學物質具有很強的耐化學性，這意味著它們不會因接觸某些化學物質而分解（腐蝕、溶解、膨脹等）。有些聚合物耐酸，有些耐溶劑，有些耐酒精和燃料。

雖然耗材的聚合物結構和分子量會影響其耐化學性，但這些數(shù)據(jù)通常不會列在材料隨附的技術數(shù)據(jù)表中。您可能也不知道耗材中的各種添加劑會如何增強或削弱其耐化學性。其他影響聚合物耐化學性的因素包括高溫、暴露于化學品中的時間、機械應力、濕度、氧氣暴露等等

遺憾的是，燈絲的技術數(shù)據(jù)表中通常沒有像抗沖擊性或機械強度那樣披露耐化學性的評分。因此，這些信息應作為一般指導原則：用于水和溫和的家用化學品時，應使用 PETG 或 ASA 等材料；用于燃料、油和更強的試劑時，應使用尼龍或 PP 等工程塑料；而超高分子聚合物（PEEK、Ultem 等）則用于最極端的情況。

一、肥皂盒、浴室和廚房容器

廚房收納盒模型，由 Frosbe 通過 MakerWorld 制作（來源：Frosbe）

肥皂盒、廚房收納盒或浴室容器經常接觸水、洗滌劑（通常為弱堿性），以及可能的清潔劑（漂白劑、醋等）。它們還會接觸溫水和潮濕的環(huán)境。

對于這些打印，您需要具有良好防潮性和輕微耐化學性的燈絲，例如 PETG、ASA 或聚丙烯。

PETG（聚對苯二甲酸乙二醇酯）對水和大多數(shù)溫和家用化學品具有極強的耐受性。它吸水率不高，并且耐受肥皂、弱酸和弱堿。它能耐受酒精或醋等常見清潔劑，但會受到丙酮或苯等強溶劑的侵蝕。它易于打印，并且在潮濕環(huán)境下的耐用性比 PLA 更好。

ASA（丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯） 是浴室用品的理想選擇。它對水、清潔劑，甚至檸檬酸等弱酸均具有極佳的耐受性，即使長時間暴露在空氣中，其性能也幾乎不會發(fā)生變化。與ABS類似，ASA可以耐受肥皂和酒精，但應避免接觸強溶劑（例如丙酮會破壞ASA）。ASA還具有抗紫外線的優(yōu)勢，適合在陽光充足的浴室或戶外使用。

Jamburgg 通過 Makerworld 制作的帶排水功能的蛤殼式肥皂盒模型（來源：Jamburgg）

不過，聚丙烯 (PP)或許是您的最佳選擇。它化學性質極其惰性，并且由于幾乎可以耐受所有家用化學品，因此已在商用家用塑料產品中得到廣泛應用。它不受水、堿性肥皂甚至漂白劑或酸性清潔劑的影響。PP 在潮濕環(huán)境下不會膨脹或降解。它的缺點是打印困難（翹曲和床面粘附問題）以及相對較低的耐熱性（在約 100°C 時會軟化），但對于肥皂盒來說，這通?？梢越邮?。

為什么不選擇 PLA？避免在潮濕或接觸化學物質的情況下使用 PLA。PLA 耐化學性較差，長時間暴露在潮濕環(huán)境中會水解（分解）。它最初可能能吸水，但隨著時間的推移，PLA 皂盒會軟化或破裂。相比之下，PETG、ASA 或 PP 等材料在潮濕、肥皂環(huán)境中仍能保持完整性，而 PLA 在這些環(huán)境中會降解。

二、汽車配件及機械零件

Practical3D 通過 MakerWorld 制作的大眾斯柯達奧迪座椅模型漏斗（來源：Practical3D）

汽車和發(fā)動機部件——排氣口、發(fā)動機艙支架以及油箱蓋或漏斗——可能會接觸到燃料（汽油或柴油）、機油、冷卻液（乙二醇防凍液）、液壓油和油脂。引擎蓋下的部件也面臨高溫。

在這種情況下，化學物質的暴露可能會很嚴重：汽油和柴油是有機溶劑，油和油脂可以慢慢滲透塑料，防凍劑（乙二醇）加上其他汽車護理化學品（脫脂劑、剎車油等）可能會對聚合物產生腐蝕作用。

對于汽車零件，工程級和高性能熱塑性塑料是您的最佳選擇。

Jesse 通過 Makerworld 制作的雪地摩托冰鉆支架模型（來源：Jesse）

尼龍（聚酰胺 PA6/PA12，而非 PA11） 廣泛用于功能性汽車印刷。它對油和汽油等碳氫化合物以及多種有機溶劑具有良好的耐受性。事實上，尼龍不會受到丙酮或燃料的損害，因此非常適合用于制造燃油管路連接器或油箱蓋等部件。需要注意的是，尼龍會吸收水分（濕氣），這會隨著時間的推移降低其機械強度。不過，對于需要在中等溫度下處理油脂或燃料的發(fā)動機部件，尼龍（尤其是碳纖維增強級以提高剛性）仍然是首選。

聚丙烯 (PP)在汽車領域表現(xiàn)出色。它是抵抗汽油、柴油、機油和發(fā)動機冷卻液的最佳材料之一。許多汽車油箱和電池盒實際上都是由 PP 制成的。它不會與脂肪族碳氫化合物（燃料的主要成分）發(fā)生化學反應。

PP 還能抵抗道路鹽和稀釋的電池酸液（硫酸）。對于可能接觸燃油或酸液的部件，例如液體容器、漏斗或清洗器，請使用 PP。PP 的局限性在于耐熱性：PP 的熱變形溫度（約 100 °C）在高溫發(fā)動機艙內可能處于臨界溫度，因此應避免將其放置在發(fā)動機或排氣管附近。

ASA，即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 (ABS)，適用于要求較低的汽車應用（例如，車內旋鈕、車外飾件、傳感器外殼）。它們耐水、耐冷卻液，并且耐溫和化學品。例如，ASA 打印部件在長時間暴露于水/乙二醇基防凍液甚至漂白劑后均未出現(xiàn)性能下降。它們可以輕松處理油性指紋和道路污垢。但是，請勿將 ABS 或 ASA 直接用于可能與燃料或強溶劑接觸的地方。此外，ABS 和 ASA 在 95~105 °C 左右開始軟化，因此安裝在發(fā)動機缸體上的部件可能會變形。它們可用于制造汽車傳感器支架、保險絲盒或裝飾性發(fā)動機罩等。

TPU（熱塑性聚氨酯） 可用于制造柔性部件，例如墊圈、密封件或軟管。TPU 在耐化學性領域是一個令人驚喜的競爭者。某些 TPU 長絲對汽車液體具有極強的耐受性，并且能夠耐受水（甚至鹽水）、乙二醇基防凍液和燃料，且膨脹程度極小。TPU 的耐油和耐燃料性能已得到充分證實（聚氨酯常用于燃油軟管和密封件）。打印的 TPU 墊圈比打印的柔性 PLA 或 TPE 更能耐受汽油。只需確保 TPU 的耐熱等級足夠（有些材料可以間歇性地承受 100°C 的高溫）。TPU 是耐燃料 O 形圈、柔性聯(lián)軸器或減震電機支架的理想選擇。

對于高溫或極端環(huán)境的引擎蓋下部件，普通塑料難以勝任。在這種情況下，像 PEEK 或 PEI 這樣的材料能夠耐受高溫和化學侵蝕，適用于真正要求嚴苛的發(fā)動機部件。

三、戶外和花園項目

McFlyFPV 通過 MakerWorld 推出的 Intex Bestway 插座適配器泳池清潔器吸力模型（來源：McFlyFPV）

戶外 3D 打印物品（例如花盆、噴頭、軟管接頭、氣象站外殼等）必須經受水、紫外線照射，有時還可能接觸園藝化學品。這些化學品可能包括肥料（可能是弱腐蝕性或酸性鹽）、農藥/殺蟲劑（有些是溶劑型）或泳池化學品，例如氯（一種強氧化劑）。此外，戶外部件會經歷溫度波動和天氣變化（雨、雪），這些都會加劇化學反應。

ASA在戶外表現(xiàn)出色。它具有極強的耐水性和耐洗滌劑性，并且能夠耐受肥料中的弱酸/堿。更重要的是，ASA 在紫外線照射下仍能保持其韌性，而 ABS 則會脆化。對于可能受潮或接觸植物養(yǎng)料或溫和農藥的噴頭組件、管件或園藝工具支架而言，ASA 是首選。ASA 的耐氯性適中——在含氯的泳池環(huán)境中不會立即開裂，但長時間接觸強氧化劑（含氯漂白劑）最終會導致任何苯乙烯基塑料降解。盡管如此，對于大多數(shù)戶外用途（雨水、土壤、陽光、肥料），ASA 仍然是可靠的選擇。

PamArt 通過 Makerworld 制作的旋轉噴水器模型（來源：PamArt）

PETG是另一種適合戶外使用的全能材料。它能輕松應對水、酒精和弱化學品。例如，PETG 不受水或溫和清潔劑的影響，并且能夠耐受低濃度的多種鹽和酸。它常用于植物水培系統(tǒng)和戶外圍欄。然而，PETG 的抗紫外線能力有限（長時間暴露在紫外線下可能會變色或變脆），因此如果暴露在陽光下，ASA 可能是更好的選擇。對于存放在陰涼處或偶爾在戶外使用的部件，PETG 的耐化學性（以及易于打印的特性）使其成為一個不錯的選擇。

聚乙烯 (PE) 或聚丙烯 (PP)具有高惰性，由于其耐化學性，常用于戶外塑料產品（水桶、花園家具）。PP 可以耐受稀釋的肥料、殺蟲劑或泳池化學品。它們不耐堿或酸，即使面對強烈的園藝化學品也不會腐蝕。如果您擁有可以處理這些材料的打印機或改裝件（它們密度低且易變形），PP 或 PE 部件（例如，定制的軟管接頭或花盆）將可以使用很長時間。PP 本身也具有很強的抗紫外線能力（優(yōu)于 ABS，但不如 ASA）。對于業(yè)余愛好者來說，PE 和 PP 的 3D 打印難度非常高——它們需要特定的打印床表面和外殼來防止變形。如果打印成功，它們制成的部件將具有注塑成型的戶外塑料的性能，能夠抵御濕氣和化學物質的侵蝕。

對于特殊需求（例如經常浸泡在含氯泳池中或暴露于強效農用化學品的部件），請考慮使用PVDF（聚偏氟乙烯） 等工業(yè)材料（如有）——PVDF 幾乎不受腐蝕性化學品和紫外線的影響（它用于制造化學管道和屋頂）。PVDF 耗材適用于高端打印機，能夠抵抗腐蝕性強的酸、氯和氧化劑，而這些物質會腐蝕普通塑料。

四、汽車零部件、油泵、航空航天

3D 打印無人機部件可能會接觸潤滑油、電機熱量和其他化學物質（圖片：美國陸軍中士布列塔尼·康利）

當標準塑料無法滿足需求時，工程師們會轉向高性能熱塑性塑料和工程級聚合物，它們具有卓越的耐化學性（通常還具有耐高溫性）。這些材料是高要求應用領域中聚合物金字塔的頂端。雖然它們可能價格昂貴或打印難度較高，但它們能夠支持涉及腐蝕性環(huán)境、高溫環(huán)境或兩者兼而有之的項目。

PEEK（聚醚醚酮） 通常被認為是性能卓越的3D打印耗材。它具有卓越的耐化學性和熱穩(wěn)定性，即使暴露于會導致其他塑料變形的腐蝕性化學品和高溫下，也能保持其性能。PEEK能夠耐受酸、堿、溶劑和油類，且影響極小——只有強氧化劑（如發(fā)煙硝酸）或長時間接觸沸騰的濃縮試劑才會對其產生影響。這種耗材需要工業(yè)打印機（擠出溫度約400°C，加熱室），但它可以生產航空航天和醫(yī)療領域中使用的部件，而其他塑料則無法在這些領域生存。如果您需要3D打印組件，例如酸性溫泉泵或燃燒室附近的發(fā)動機部件，那么PEEK幾乎可以勝任。

在尖端應用領域（化學反應器、油氣工業(yè)部件等），新型專用線材也正在涌現(xiàn)。例如，PPS（聚苯硫醚） 等材料或專有共混物可以提供比PEEK更優(yōu)異的化學惰性，并可在高端設備上打印。這些高性能選項能夠通過3D打印部件（這些部件曾經需要加工PTFE或模制部件）來降低成本，同時還能自信地應對腐蝕性環(huán)境。

機油和擋風玻璃清洗液加注漏斗支架，由 Code72 通過 MakerWorld 提供（來源：Code72）

PEI（聚醚酰亞胺，例如Ultem） 是另一種耐高溫熱塑性塑料。PEI比PEEK（噴嘴溫度約350°C）打印起來略微容易，并且具有出色的耐化學性。它耐酸、醇、油等，但長時間暴露在強堿和酮類物質中可能會腐蝕（請務必檢查具體的耗材）。PEI通常用于可滅菌醫(yī)療器械和飛機部件，因此非常適合用于接觸化學物質且高溫（工作溫度高達約170°C）的部件。

PVDF常用于化學罐和管道的內襯。在 3D 打印中，如果能獲得 PVDF 線材，它就是那些必須耐受氯、溴、強氧化性酸或溶劑混合物（甚至會破壞尼龍或 ABS）的部件的首選。但 PVDF 的缺點是打印溫度較高，操作起來比較棘手。

五、實驗室和化學品處理部件

任何化學制品的持有者最終都會接觸到化學物質，所以要知道什么會與什么發(fā)生反應（來源：s5862140 & Sunnyallday

有些項目需要直接接觸實驗室試劑或工業(yè)化學品，例如高中化學課上的漏斗、燒杯架和傳感器探頭。這些應用可能會使打印部件暴露于強酸（如鹽酸或硫酸）、強堿（如氫氧化鈉/堿液或氨水）或腐蝕性溶劑（丙酮、甲苯、乙醇等）。

如前所述，聚丙烯是實驗室的首選材料，因為它能耐受多種化學物質。因此，許多實驗室瓶子和容器都采用聚丙烯制成。聚丙烯可以耐受強酸強堿（在典型濃度下，它不懼鹽酸、硫酸或氫氧化鈉）。它還能耐受多種溶劑（酒精、丙酮等），但強氧化劑（如濃硝酸或鉻酸）會隨著時間的推移對其產生腐蝕。如果您需要打印一個用于酸堿的燒杯，或者一個用于堿性清洗槽的固定裝置，那么如果您能打印出所需的形狀，聚丙烯是理想的選擇。它的化學惰性涵蓋了除最強氧化劑之外的大多數(shù)試劑。

Brighton3D Forge 通過 MakerWorld 制作的化學實驗室溶液燒杯標簽（來源：Brighton3D Forge）

PVC（聚氯乙烯）是另一種很少用于3D打印的塑料，但它確實存在。它對無機酸（鹽酸和硫酸）、堿（氫氧化鈉）、碳氫化合物（汽油和柴油）以及溶劑（醇、酮和酯）具有優(yōu)異的耐受性。盡管PVC在最終的3D打印部件中發(fā)揮了重要作用，但目前市場上通常只找到一個PVC線材品牌：Fillamentum的Vinyl 303。為什么？因為排放。使用PVC時，最好佩戴口罩和防護手套，穿上打印完成后脫下清洗的實驗服，并在打印后用肥皂清洗暴露的皮膚。

PC可承受中等程度的化學腐蝕，并且耐水和酒精。它的優(yōu)點是透明，非常適合用作實驗室器具。然而，PC 對許多溶劑和強堿的耐受性較差——當暴露于高 pH 值的清潔劑或某些化學品時，可能會發(fā)生應力開裂。

正如我們上文所述， PPS是一種高性能熱塑性塑料，具有極強的耐化學性；它常被提及在 200°C 以下的任何溶劑中均不溶解。目前市面上有 PPS 耗材（通常需要約 280°C 的高溫才能打?。?。PPS 幾乎比任何普通塑料都能更好地耐受刺激性化學物質，甚至是高溫強酸或強堿。如果您正在設計像熱酸浴裝置或腐蝕性化學泵組件這樣的部件，PPS 值得考慮，因為它能夠抵御 PP 可能失效的挑戰(zhàn)。

對于任何關鍵的實驗室應用，請務必查閱特定聚合物和試劑的化學兼容性圖表。每種材料都有其局限性——例如，ABS 可以承受 10% 的鹽酸，但無法承受 100% 的丙酮。如果可能，最好測試一下打印的樣品。

編譯整理：ALL3DP