[發(fā)明專利]微觀下二維片狀填料呈規(guī)則排列的聚合物微型導(dǎo)管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010046215.2
• 申請(qǐng)日: 2020-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN111251568B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶敏;楊昌華;彭孜麟;郭佳俊;王琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C48/09
• 分類號(hào): B29C48/09;B29C48/88;B29C48/885;B29C48/90;B29C48/92;B29K23/00;B29K75/00;B29K77/00
• 代理公司: 成都華復(fù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51298
• 代理人: 麥邁

本發(fā)明提供一種微觀下二維片狀填料呈規(guī)則排列的聚合物微型導(dǎo)管及其制備方法，其制備方法包括：(1)將作為聚合物微型導(dǎo)管原料的聚合物料粒和二維片狀填料按照一定比例混合均勻；(2)將步驟(1)所得混合物通過申請(qǐng)?zhí)枮?00810045785.9的一種高性能聚合物管材的制備裝置中進(jìn)行擠出加工成型，即得微觀下二維片狀填料呈規(guī)則排列的聚合物微型導(dǎo)管。該聚合物微型導(dǎo)管在徑向方向上二維片狀填料呈規(guī)則排列，具有優(yōu)異的耐壓縮性能和阻隔性能，其制備方法工藝流程簡(jiǎn)單，并可連續(xù)化生產(chǎn)，具有工業(yè)化前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微型導(dǎo)管技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微觀下二維片狀填料呈規(guī)則排列的聚合物微型導(dǎo)管及其制備方法，特別是在汽車油路、精密儀器以及醫(yī)學(xué)介入治療等領(lǐng)域的微型導(dǎo)管制品。

背景技術(shù)

聚合物微型導(dǎo)管通常指通過微加工技術(shù)所得到的聚合物材質(zhì)導(dǎo)管(通常直徑小于5mm，壁厚小于1mm)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于汽車輸油管道、光纖通信技術(shù)、精密儀器設(shè)備以及生物醫(yī)學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域，在實(shí)際應(yīng)用中有著很大的需求。但中國(guó)生產(chǎn)制備技術(shù)發(fā)展相對(duì)較慢，在一些高端聚合物微管領(lǐng)域不具備成熟的工業(yè)化生產(chǎn)能力，因此目前主要還是依賴于進(jìn)口，例如被廣泛應(yīng)用于人體介入治療領(lǐng)域的PTCA擴(kuò)張導(dǎo)管、血管造影用導(dǎo)管、泌尿外科用導(dǎo)管等。高端聚合物微型導(dǎo)管購(gòu)買進(jìn)口流程繁復(fù)且價(jià)格高昂，據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)中國(guó)在各類微管進(jìn)口上花費(fèi)的費(fèi)用達(dá)數(shù)億美元。因此，實(shí)現(xiàn)高性能聚合物微型導(dǎo)管制備的重要性越來(lái)越高。

聚合物微型導(dǎo)管的特征之一便是尺寸小，由此管壁也相對(duì)較薄，如血管造影用導(dǎo)管直徑1.5-2mm，壁厚0.2-0.3mm。并且單一組分的聚合物微型導(dǎo)管，由于聚合物本身的限制，其耐壓縮性能低下，在使用過程中很容易在壓力作用下發(fā)生變形、扭結(jié)甚至塌陷。對(duì)此，一般需要在聚合物中加入填料對(duì)導(dǎo)管的性能進(jìn)行增強(qiáng)。除此之外，聚合物微型導(dǎo)管最重要的作用是輸送小分子物質(zhì)，如汽車中的輸油管、精密儀器中的輸氣管以及輸送體液的醫(yī)用導(dǎo)管等，因此其阻隔性能要求較高。聚合物有許多優(yōu)良的理化性質(zhì)與低廉的成本，但在阻隔性能上卻遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)的金屬和硅酸鹽材料。在聚合物薄膜的研究中，許多研究人員將徑厚比很大的二維片狀填料添加到聚合物中，使其形成平行于薄膜平面的層狀結(jié)構(gòu)以延長(zhǎng)小分子物質(zhì)的滲透路徑，以此來(lái)增強(qiáng)薄膜阻隔性能(Guan Y,Meyers K P,Mendon S K,etal.ACS applied materialsinterfaces,2016,8(48):33210-33220.)。因此，可以將二維填料引入到聚合物微型導(dǎo)管中，提高其壓縮性能的同時(shí)，利用二維填料徑厚比很大的優(yōu)勢(shì)提高其阻隔性能。

但是，在傳統(tǒng)的聚合物微型導(dǎo)管的制備中，微管僅受到軸向的拉伸作用，使得聚合物熔體在流道中僅受到軸向的單一力場(chǎng)作用，并且剪切作用從流道壁到流道中心逐漸減小，流道中心處剪切作用很小甚至為零。而二維片狀填料的自由度為2，在單一力場(chǎng)中不能規(guī)則取向排列：在剪切作用較強(qiáng)的外壁區(qū)域，二維填料平行于軸向排列，但在徑向上無(wú)規(guī)排列；而在剪切作用很弱的管芯區(qū)域，填料就完全無(wú)規(guī)排列。故二維填料在現(xiàn)有技術(shù)擠出模式下只能形成外壁區(qū)域相對(duì)規(guī)則、管芯區(qū)域完全無(wú)序的結(jié)構(gòu)，對(duì)聚合物管的壓縮性能以及阻隔性能的增強(qiáng)效果都不能最大化。因此該技術(shù)手段所制備的聚合物微型導(dǎo)管性能有限，無(wú)法進(jìn)一步在應(yīng)用領(lǐng)域上擴(kuò)展，并且成本的提高相對(duì)其有限性能，也易導(dǎo)致填料的浪費(fèi)，無(wú)法作為成熟的工業(yè)化制品。

因此，若有一種耐壓縮性能優(yōu)異并且阻隔性能優(yōu)良的聚合物微型導(dǎo)管，將具有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，適于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用，并引領(lǐng)聚合物微型導(dǎo)管領(lǐng)域的快速發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的問題，提供一種微觀下二維片狀填料呈規(guī)則排列的聚合物微型導(dǎo)管及其制備方法，該聚合物微型導(dǎo)管在徑向方向上二維片狀填料呈規(guī)則排列，具有優(yōu)異的耐壓縮性能和阻隔性能，其制備方法工藝流程簡(jiǎn)單，并可連續(xù)化生產(chǎn)，具有工業(yè)化前景。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采用由以下技術(shù)措施構(gòu)成的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

微觀下二維片狀填料呈規(guī)則排列的聚合物微型導(dǎo)管的制備方法，其包括以下工藝步驟：