[发明专利]半结晶高分子材料高分子链的仿生编辑方法及仿生体编辑方法

说明书

本公开提供了一种半结晶高分子材料高分子链的仿生编辑方法及仿生体编辑方法，所述仿生编辑方法利用半结晶高分子材料的特性能够加工出仿生体的局部部件，增强了局部部件的力学功能性，使局部部件呈现出仿生体局部所需的功能。使仿生体呈现出强韧一体、变形硬化等仿生功能，进一步增强半结晶高分子材料的力学功能性，打破了仿生体采用单一结晶状态的局面，扩大了半结晶高分子材料的应用范围。

技术领域

本公开涉及高分子材料领域，具体而言，涉及一种半结晶高分子材料高分子链的仿生编辑方法及仿生体编辑方法。

背景技术

半结晶高分子材料，是指材料内部高分子链既存在无序排列和聚集的无定形区域，也存在有序排列和聚集的结晶区域。即同时存在不同高分子链聚集态，而且即使是同为无定形区域或是结晶区域的不同高分子链或链段之间，其排列方式和取向也可能存在不同。也就是不同区域的高分子链或链段的聚集态存在较大区别。例如，聚醚醚酮、聚丙烯。

不同聚集态的高分子链使半结晶高分子材料在制件的宏观力学上呈现出不同的力学状态，通常高分子链排列越整齐，体现材料的抵抗应力应变的能力越强，材料表现出高的强度和高的模量。相反地，具有排列无序的高分子链的材料将展现出更优异的延伸性能。由此可见，半结晶高分子材料既可以体现出高结晶态的高强度与高刚度，也可以体现出低结晶态的高韧性与高塑性，从而可以广泛应用于航天航空、国防军事、先进制造、生物医药等领域。

当前，常规的高分子材料成形方法无法在一个零件上同时实现强韧一体、裂纹可控的特性，限制了高分子材料的应用。

因此，本公开提供了一种半结晶高分子材料高分子链的仿生编辑方法，以解决上述技术问题之一。

发明内容

本公开的目的在于提供一种半结晶高分子材料高分子链的仿生编辑方法，能够解决上述提到的至少一个技术问题。具体方案如下：

根据本公开的具体实施方式，第一方面，本公开提供一种半结晶高分子材料高分子链的仿生编辑方法，包括：

基于仿生体的局部部件的特性提供用于编辑所述局部部件的半结晶高分子材料，将所述半结晶高分子材料熔融成第一状态溶体；

在挤出细长输出管道的过程中，使第一状态溶体发生取向性变化，生成所述局部部件仿生所需的第二状态溶体，所述第二状态溶体为高分子链高度取向的半结晶高分子溶体；

通过所述细长输出管道的管道口发生的相对运动方向控制挤出的所述第二状态溶体中高分子链的取向方向和聚集形态，生成聚集组合体；

控制所述聚集组合体的冷却速度，生成满足预设结晶条件的局部部件。

可选的，所述将所述半结晶高分子材料熔融成第一状态溶体，包括：

将所述半结晶高分子材料在3D打印头中熔融成第一状态溶体，所述3D打印头具有细长输出管道，所述细长输出管道具有编辑所述局部部件仿生所需的预设细长管道特征值，所述第一状态溶体在所述细长输出管道中加工的工艺参数值满足预设工艺条件。

可选的，所述预设细长管道特征值包括预设管道直径值和预设管道长度值；

所述工艺参数值包括溶体温度值和溶体流速值。

可选的，所述通过所述细长输出管道的管道口发生的相对运动方向控制挤出的所述第二状态溶体中高分子链的取向方向和聚集形态，包括：

基于所述局部部件的预设编辑路径的路径方向使所述管道口发生相对运动，控制挤出的所述第二状态溶体中高分子链的取向方向和聚集形态，生成聚集组合体。

可选的，所述控制所述聚集组合体的冷却速度，生成满足预设结晶条件的局部部件，包括：

基于预设冷却速度和预设冷却时长对所述聚集组合体进行冷却，生成具有预设结晶度和预设结晶形态的局部部件。