[發明專利]微觀下二維片狀填料呈規則排列的聚合物微型導管及其制備方法

有效

• 申請號: 202010046215.2
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111251568B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 聶敏;楊昌華;彭孜麟;郭佳俊;王琪
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B29C48/09
• 分類號: B29C48/09;B29C48/88;B29C48/885;B29C48/90;B29C48/92;B29K23/00;B29K75/00;B29K77/00
• 代理公司: 成都華復知識產權代理有限公司 51298
• 代理人: 麥邁

1.微觀下二維片狀填料呈規則排列的聚合物微型導管的制備方法，其特征在于包括以下工藝步驟：

（1）將作為聚合物微型導管原料的聚烯烴彈性體料粒和二維片狀填料蒙脫土按照重量比例1：0.02混合均勻，備用；

（2）將步驟（1）所得混合物通過一種高性能聚合物管材的制備裝置進行擠出加工成型，即得微觀下二維片狀填料呈規則排列的聚合物微型導管，其中所述微觀下二維片狀填料呈規則排列表現為二維片狀填料沿聚合物微型導管環向取向且片狀面垂直于徑向方向，導管的外壁區域及管芯區域內填料的排列規則趨于一致；

所述高性能聚合物管材的制備裝置，該裝置包括依次連接的擠出機、擠管機頭、冷卻定型機構、管材牽引機、切割機和驅動機構以及冷卻介質輸送機構，擠管機頭是由機頭體、前支撐體、后支撐體、擠管口模、引料接頭、芯棒、軸承和軸承座構成，其外包覆有控溫加熱圈，機頭體為一兩端開放的腔體，其后端部的階梯臺階上安放有一軸承，并由后支撐體固定其中；前支撐體沿軸向開有階梯通孔，其內安放有一軸承，擠管口模由其支撐，并通過伸出前支撐體外前端部上的傳動輪與驅動機構連接，與機頭體形成動配合，擠管口模的后端部位于機頭體腔體內，其進口段呈漏斗形；引料接頭安裝在機頭體中后部側壁斜開的通孔上，其進口端與擠出機相連；芯棒由機頭體后端部的軸承以及位于后支撐體后的軸承座內的軸承支撐固定，并通過位于軸承座外的后端頭上的傳動輪與驅動機構相連，以與機頭體形成動配合；芯棒中心沿軸向開有冷卻介質通道，冷卻介質通道的進口與冷卻介質輸送機構相連，其位于擠管口模進料口部分為錐形，該錐形部分與口模進料口的漏斗形部分共同構成斷面逐漸收縮的拉伸流道；

其中芯棒和口模互為反向同速旋轉，工藝參數如下：冷卻定型機構的定徑套喇叭口張開角度為15°，長度為13cm，采用真空定徑和管材外壁噴淋，管材外壁噴淋水水溫為25℃，并同時通過芯棒內的冷卻介質通道通入溫度為25℃、壓力為0.2MPa的冷卻介質，芯棒和口模旋轉速度為20rpm，螺桿轉速為15rpm。

2.微觀下二維片狀填料呈規則排列的聚合物微型導管的制備方法，其特征在于包括以下工藝步驟：

（1）將作為聚合物微型導管原料的聚氨酯料粒和二維片狀填料石墨烯按照重量比例1：0.03混合均勻，備用；

（2）將步驟（1）所得混合物通過一種高性能聚合物管材的制備裝置進行擠出加工成型，即得微觀下二維片狀填料呈規則排列的聚合物微型導管，其中所述微觀下二維片狀填料呈規則排列表現為二維片狀填料沿聚合物微型導管環向取向且片狀面垂直于徑向方向，導管的外壁區域及管芯區域內填料的排列規則趨于一致；

所述高性能聚合物管材的制備裝置，該裝置包括依次連接的擠出機、擠管機頭、冷卻定型機構、管材牽引機、切割機和驅動機構以及冷卻介質輸送機構，擠管機頭是由機頭體、前支撐體、后支撐體、擠管口模、引料接頭、芯棒、軸承和軸承座構成，其外包覆有控溫加熱圈，機頭體為一兩端開放的腔體，其后端部的階梯臺階上安放有一軸承，并由后支撐體固定其中；前支撐體沿軸向開有階梯通孔，其內安放有一軸承，擠管口模由其支撐，并通過伸出前支撐體外前端部上的傳動輪與驅動機構連接，與機頭體形成動配合，擠管口模的后端部位于機頭體腔體內，其進口段呈漏斗形；引料接頭安裝在機頭體中后部側壁斜開的通孔上，其進口端與擠出機相連；芯棒由機頭體后端部的軸承以及位于后支撐體后的軸承座內的軸承支撐固定，并通過位于軸承座外的后端頭上的傳動輪與驅動機構相連，以與機頭體形成動配合；芯棒中心沿軸向開有冷卻介質通道，冷卻介質通道的進口與冷卻介質輸送機構相連，其位于擠管口模進料口部分為錐形，該錐形部分與口模進料口的漏斗形部分共同構成斷面逐漸收縮的拉伸流道；

其中芯棒和口模互為反向同速旋轉，工藝參數如下：冷卻定型機構的定徑套喇叭口張開角度為14°，長度為13cm，采用真空定徑和管材外壁噴淋，管材外壁噴淋水水溫為23℃，并同時通過芯棒內的冷卻介質通道通入溫度為23℃、壓力為0.2MPa的冷卻介質，芯棒和口模旋轉速度為40rpm，螺桿轉速為10rpm。