[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

说明书

一种非接触加热式微米级内径柔性聚合物管制备装置及方法，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。本发明采用非接触式的感应连续加热，使其长度不受到设备尺寸的限制，同时可进行连续生产并减少对于材料的浪费并控制聚合物管的外径；除可进一步用于聚合物柔性微管的制作外还可用于生物相容的热固性水凝胶等物质的微米内径柔性管的制作。

技术领域

本发明涉及的是一种高分子聚合物成型领域的技术，具体是一种非接触加热式微米级内径柔性聚合物管制备装置及方法。

背景技术

现有的柔性聚合物微管通常采用挤出成型的方法。由于热固性高弹高聚物固化速度较慢，对于微米级内径的聚合物微管，该方法必须使用热塑性塑料进行挤出，限制了其在生物相容的热固性高弹高分子材料，如PDMS(聚二甲基硅氧烷)中的应用。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN109071942A中提出了一种新的弹性体微管的制作方法，但该技术对于作为内核的金属丝采用沿丝通电的间断式的方法进行加热。由于在同一容器中多次间断加热热固性高聚物会造成聚合物微管外径的不均匀，所以为了获得均匀外径的聚合物微管，该方法仅可在盛放热固性聚合物的容器中进行一次加热。因此该方法将该柔性聚合物管前驱体的长度限制于盛放热固性聚合物容器的长度，进而限制了成品柔性聚合物管的长度，同时由于未固化的热固性聚合物在一次加热后化学性质会发生改变无法重复收集使用，增加聚合物容器的长度造成了未固化聚合物的浪费。在微管拉出未固化PDMS时，由于微管-未固化PDMS-空气界面的不稳定性，常常造成微管外直径的不稳定性，造成微管外表面尺寸的周期性变化甚至形成念珠状悬挂的未聚合PDMS液滴。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种非接触加热式微米级内径柔性聚合物管制备装置及方法，可以加工热固性高弹高分子材料，采用非接触式的感应连续加热，使其长度不受到设备尺寸的限制，同时可进行连续生产并减少对于材料的浪费并控制聚合物管的外径；除可进一步用于聚合物柔性微管的制作外还可用于生物相容的热固性水凝胶等物质的微米内径柔性管的制作。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种非接触加热式微米级内径柔性聚合物管制备装置，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。

所述的金属丝通过设置于聚合物池两侧的放线轴和回收线轴实现轴向移动。

所述的聚合物池、加热筒、放线轴和回收线轴通过机架固定设置。

所述的金属丝，优选选用不同直径不同材质的金属丝，优选根据所需微管内径选用不同直径的金属丝，金属丝直径即为在微管内所形成通道的直径。优选依据所需的热效应大小以及提拉速度的不同，选择在高频磁场中电学性能不同以及机械强度不同的金属丝，如铜丝、钨丝、铁丝或钼丝等。

所述的金属丝截面形状除圆形外优选有其他不同形状，金属丝优选是单根也优选是多根或束状，不同形状截面以及单根或多根的各自功能效果具体为：使用不同形状截面的金属丝优选得到不同形状的内部通道；使用多根金属丝优选在一根高聚物管内获得多个通道。

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。

所述的聚合物池为透明或具有透明部分，直径传感器可以拍摄到其内部微管-未固化聚合物-空气的交界面上形成的锥形部分，以及微管的外直径。