[发明专利]非接触加热式微米级内径柔性聚合物管制备装置及方法

权利要求书

1.一种非接触加热式微米级内径柔性聚合物管制备装置，其特征在于，包括：聚合物池以及设置于其外部的感应加热线圈和设置于其内部可轴向移动的金属丝，其中：金属丝浸没于聚合物池中，聚合物池的前端设有用于金属丝加热的加热筒以及用于测量柔性聚合物微管外直径以及在微管拉出未固化PDMS表面时形成的气-液-固锥形交界面形状的直径传感器。

2.根据权利要求1所述的柔性聚合物管制备装置，其特征是，所述的聚合物池内设有用于保持聚合物粘度的冷却液系统。

3.根据权利要求1所述的柔性聚合物管制备装置，其特征是，所述的聚合物为PDMS或类似热固性高分子材料或热固性凝胶如Geltrex Matrix。

4.根据权利要求1所述的柔性聚合物管制备装置，其特征是，进一步设有控制系统，该控制系统分别与感应加热线圈、冷却液系统、控温装置、直径传感器、回收线轴和张力装置相连以实现微米级内径柔性聚合物管的精确制造，该控制系统包括：温度测量模块、直径测量模块、温度控制模块和直径控制模块，其中：温度测量模块与冷却液系统、控温系统相连并传输冷却液温度信息和加热筒温度信息，直径测量模块与直径传感器相连并传输聚合物管前驱体的直径信息以及气液固三相界面的形状信息，温度控制模块与冷却液系统和加热筒相连并提供控制信号，直径控制模块与感应加热线圈、张力装置和回收线轴相连并提供控制信号，温度控制系统的作用在于保持加热筒和冷却液系统温度恒定或依需要变化；

所述的直径控制系统在：①当前驱体直径大于预定直径及锥形交界面与预定形状不同时，使张力保持恒定的情况下，控制回收线轴的转速加快金属丝的拉出速度，同时降低冷却液的温度减小未固化PDMS的黏度或减小感应电流的大小进而减小微管前驱体直径；②在直径小于设定直径时，减小金属丝拉出的速度，提高冷却液温度使未固化聚合物粘度上升或加大感应电流的大小，使微管前驱体的直径保持在稳定范围内。

5.一种基于上述任一权利要求所述装置的非接触加热式微米级内径柔性聚合物管制备方法，其特征在于，通过将金属丝浸泡于未聚合的热固性高聚物中，利用电磁感应加热金属丝，使金属丝周围高聚物固化的同时连续提拉金属丝，通过耦合动态控制高分子聚合物聚合过程中的固化反应速度、高分子材料液相粘性的变化和气液固三相表面张力，监控提拉出的微管前驱体的外直径以及微管-PDMS-空气三相界面的形状，进而控制提拉的速度以及感应电流强度和未聚合高聚物的温度，从而控制微管前驱体的外直径。