[发明专利]微观下二维片状填料呈规则排列的聚合物微型导管及其制备方法

说明书

本发明提供一种微观下二维片状填料呈规则排列的聚合物微型导管及其制备方法，其制备方法包括：(1)将作为聚合物微型导管原料的聚合物料粒和二维片状填料按照一定比例混合均匀；(2)将步骤(1)所得混合物通过申请号为200810045785.9的一种高性能聚合物管材的制备装置中进行挤出加工成型，即得微观下二维片状填料呈规则排列的聚合物微型导管。该聚合物微型导管在径向方向上二维片状填料呈规则排列，具有优异的耐压缩性能和阻隔性能，其制备方法工艺流程简单，并可连续化生产，具有工业化前景。

技术领域

本发明属于微型导管技术领域，涉及一种微观下二维片状填料呈规则排列的聚合物微型导管及其制备方法，特别是在汽车油路、精密仪器以及医学介入治疗等领域的微型导管制品。

背景技术

聚合物微型导管通常指通过微加工技术所得到的聚合物材质导管(通常直径小于5mm，壁厚小于1mm)，现已广泛应用于汽车输油管道、光纤通信技术、精密仪器设备以及生物医学技术等领域，在实际应用中有着很大的需求。但中国生产制备技术发展相对较慢，在一些高端聚合物微管领域不具备成熟的工业化生产能力，因此目前主要还是依赖于进口，例如被广泛应用于人体介入治疗领域的PTCA扩张导管、血管造影用导管、泌尿外科用导管等。高端聚合物微型导管购买进口流程繁复且价格高昂，据统计，近年来中国在各类微管进口上花费的费用达数亿美元。因此，实现高性能聚合物微型导管制备的重要性越来越高。

聚合物微型导管的特征之一便是尺寸小，由此管壁也相对较薄，如血管造影用导管直径1.5-2mm，壁厚0.2-0.3mm。并且单一组分的聚合物微型导管，由于聚合物本身的限制，其耐压缩性能低下，在使用过程中很容易在压力作用下发生变形、扭结甚至塌陷。对此，一般需要在聚合物中加入填料对导管的性能进行增强。除此之外，聚合物微型导管最重要的作用是输送小分子物质，如汽车中的输油管、精密仪器中的输气管以及输送体液的医用导管等，因此其阻隔性能要求较高。聚合物有许多优良的理化性质与低廉的成本，但在阻隔性能上却远不如传统的金属和硅酸盐材料。在聚合物薄膜的研究中，许多研究人员将径厚比很大的二维片状填料添加到聚合物中，使其形成平行于薄膜平面的层状结构以延长小分子物质的渗透路径，以此来增强薄膜阻隔性能(Guan Y,Meyers K P,Mendon S K,etal.ACS applied materialsinterfaces,2016,8(48):33210-33220.)。因此，可以将二维填料引入到聚合物微型导管中，提高其压缩性能的同时，利用二维填料径厚比很大的优势提高其阻隔性能。

但是，在传统的聚合物微型导管的制备中，微管仅受到轴向的拉伸作用，使得聚合物熔体在流道中仅受到轴向的单一力场作用，并且剪切作用从流道壁到流道中心逐渐减小，流道中心处剪切作用很小甚至为零。而二维片状填料的自由度为2，在单一力场中不能规则取向排列：在剪切作用较强的外壁区域，二维填料平行于轴向排列，但在径向上无规排列；而在剪切作用很弱的管芯区域，填料就完全无规排列。故二维填料在现有技术挤出模式下只能形成外壁区域相对规则、管芯区域完全无序的结构，对聚合物管的压缩性能以及阻隔性能的增强效果都不能最大化。因此该技术手段所制备的聚合物微型导管性能有限，无法进一步在应用领域上扩展，并且成本的提高相对其有限性能，也易导致填料的浪费，无法作为成熟的工业化制品。

因此，若有一种耐压缩性能优异并且阻隔性能优良的聚合物微型导管，将具有更广阔的应用领域，适于进行工业化生产及应用，并引领聚合物微型导管领域的快速发展。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中的问题，提供一种微观下二维片状填料呈规则排列的聚合物微型导管及其制备方法，该聚合物微型导管在径向方向上二维片状填料呈规则排列，具有优异的耐压缩性能和阻隔性能，其制备方法工艺流程简单，并可连续化生产，具有工业化前景。

为实现上述目的，本发明是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。

微观下二维片状填料呈规则排列的聚合物微型导管的制备方法，其包括以下工艺步骤：