科创中国

娶合物微管是重要的生物医用制品，广泛应用干植入导管人造器官以及药物输注管等领域，聚合物微管横截面积小管壁薄(小于1mm)，因而强度较低，特别是在介入人体过程中，受推拉、旋转等外加载荷作用易发生扭结对病人造成极大伤害。管内缠绕金属丝或聚合物纤维可提高聚合物微管抗扭结性能，但增强相与基体间作用力较弱，易发生层间滑移，同时工艺复杂，不利于高性能聚合物微管的规模化制备。

聚合物材料性能不仅与其分子结构有关，同时强烈依赖于加工过程中形成的多层次、多尺度结构。通过应力场作用可促进分子链伸直形成高强高模串晶，赋予材料取向方向较高力学性能司。相比于外加填料自增强串晶不需考虑界面及分散问题同时不改变材料组分，安全稳定，具有明显优势。本课题组自行研制了一套新型旋转挤出流变仪，不仅可在线检测多种流变参数，同时还可在挤出过程中施加环向剪切应力产生螺旋流动促进功能相环向取向赋予聚合物微管优异性能，如导电碳纤维填料构建多轴有序导电网络结构制备了导电功能导管-10]本文进一步利用旋转挤出流变仪产生的环向剪切应力，促进聚乙烯(PE)微管中形成偏离轴向串晶结构，制备高抗扭结性能的自增强聚合物微管，为提高聚合物微管性能提供新理论、新技术、新方法。

课题组自主研制的旋转挤出流变仪，不仅能够在线监测流变数据，亦能作为先进的聚合物微管加工装备实现一机多用本文中成功利用旋转挤出流变仪芯棒内旋模式成功制备了高抗扭结性HDPE微管，并研究了旋转挤出对HDPE微管结构和性能的影响。结果表明，微型旋转挤出过程中环向剪切应力能促进微管内形成偏离轴向的串晶结构，增加微管扭转过程中应力方向的取向度，显著改善微管的抗扭结性能。旋转挤出HDPE微管的剪切模量最高可达10181MPa,相比于常规挤出的HDPE微管提高了893%。这为制备综合性能优异的PE医用微管提供了新理论、新方法、新技术。