2.2.1　低溫粉碎法

聚合物材料具有黏彈性，在常溫下粉碎時，產生的粉碎熱會增加其黏彈性，使粉碎困難，同時被粉碎的粒子還會重新黏合而使粉碎效率降低，甚至會出現熔融拉絲現象，因此，采用常規的粉碎方法不能制得適合SLS工藝要求的粉料。

在常溫下采用機械粉碎的方法難以制備微米級的聚合物粉末，但在低溫下聚合物材料有一脆化溫度T_b，當溫度低于T_b時，物料變脆，有利于采用沖擊式粉碎方式進行粉碎。低溫粉碎法正是利用聚合物材料的這種低溫脆性來制備粉末材料。常見的聚合物材料如聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚甲基丙烯酸酯類、尼龍、ABS、聚酯等都可采用低溫粉碎法制備粉末材料，它們的脆化溫度見表2-4。

表2-4　熱塑性樹脂的脆化溫度

低溫粉碎法需要使用制冷劑，液氮由于沸點低，蒸發潛熱大（在-190℃時潛熱為199.4kJ/kg），其性能又是惰性液化氣，而且來源豐富，因此通常采用液氮作制冷劑。

制備聚合物粉末材料時，首先將原料用液氮冷凍，將粉碎機內部溫度保持在合適的低溫狀態，加入冷凍好的原料進行粉碎。粉碎溫度越低，粉碎效率越高，制得的粉末粒徑越小，但制冷劑消耗量大。粉碎溫度可根據原料性質而定，對于脆性較大的原料如PS、聚甲基丙烯酸酯類，粉碎溫度可以高一些，而對韌性較好的原料如PC、尼龍、ABS等則應保持較低的粉碎溫度。

低溫粉碎法工藝較簡單，能連續化生產，但需專用深冷設備，投資大，能量消耗大，制備的粉末顆粒形狀不規則，粒度分布較寬。粉末需經篩分處理，粗顆粒可進行二次粉碎、三次粉碎，直至達到要求的粒徑。

制備聚合物復合粉末可采用兩種方法，一種方法是先將各種助劑與聚合物材料經過雙螺桿擠出機共混擠出造粒，制得粒料，再經低溫粉碎制得粉料，這種方法制備的粉末材料分散均勻性好，適合批量生產，但不適合需要經常改變燒結材料配方的場合。實驗室研究通常采用第二種方法：將聚合物粉末與各種助劑在三維運動混合機、高速捏合機或其他混合設備中進行機械混合。為了提高助劑的分散均勻性及與聚合物材料的相容性，有些助劑在混合前需要進行預處理。用量較少的助劑如抗氧劑，直接與聚合物粉末混合難以分散均勻，可將抗氧劑溶于適當的溶劑如丙酮中配成適當濃度的溶液，再與聚合物粉末混合，然后干燥、過篩。為了制備方便，抗氧劑、潤滑劑等助劑可先與少量聚合物粉末混合配成高濃度的母料，再與其他原料混合。