CN111559098A - 一种聚乳酸管材径向强化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乳酸管材径向强化装置及方法，涉及医用器材领域，装置包含管状模具、旋转叶片和远端叶片，旋转叶片的旋转轴设置于管状模具的轴心位置，远端叶片一端与旋转叶片活动连接，另一端由一根控制杆操控其打开和闭合。强化方法为将待强化的聚乳酸管材装入强化装置内，加热到一段时间；旋转叶片按照一个恒定方向旋转，同时远端叶片缓慢打开，并逐渐接近管状模具，经过一段时间的挤压和刮擦后，远端叶片缓慢关闭恢复到初始状态；降至室温，取出强化后的所述聚乳酸管材并切除多余段。经本发明的强化装置和方法强化后的管材壁厚均匀性更好、内外径尺寸更精准、无轴向取向，从而无径向和轴向回缩，在低温区间（体温等）无热蠕变。

Description

一种聚乳酸管材径向强化装置及方法
技术领域
本发明涉及医用器材领域，尤其涉及一种聚乳酸管材径向强化装置及方法。
背景技术
生物可降解支架因为在人体环境内会降解并被人体吸收、代谢，成为传统金属支架可能的一种替代方案。但是生物支架存在支撑力和韧性差的问题。为了解决该问题，中国专利文献CN201711213237.8公开了一种聚乳酸及其共聚物支架的制备方法，将原始管材放入管状模具中并进行加热，并向原始管材内注入高压气体，使管材在径向方向能实现高度取向，并且还沿管材轴向方向对管材进行轴向拉伸，以实现管材在径向方向和轴向方向的同时取向，使材料在径向和轴向的强度和韧性得到大幅度提高。并且，通过一定时间的退火，形成完善的结晶体系，并释放了管材的内应力，有效提高了支架在即刻以及存储后的支撑力和韧性，降低了支架的回缩和扩张过程中的断裂现象。
但是该方法属于吹胀方法，吹胀成型的管材壁厚无法精确控制，由于管材的直径由小扩大，在植入体内后受到体温影响容易发生径向回缩，管材在轴向上被拉伸，在植入体内后受到体温影响容易发生轴向回缩。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种不通过吹胀方式而使聚乳酸管材径向强化的方法。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明旨在开发一种非吹胀式的新型聚乳酸管材径向强化的方法，使管材壁厚均匀性更好、内外径尺寸更精准、无轴向取向，从而强化完无径向和轴向回缩，在低温区间（体温等）无热蠕变。
为实现上述目的，本发明提供了一种聚乳酸管材径向强化装置，所述装置包含管状模具、旋转叶片和远端叶片，所述旋转叶片的旋转轴设置于所述管状模具的轴心位置，并能相对所述轴心位置旋转，所述远端叶片一端与所述旋转叶片在远离所述旋转轴的一端活动连接，所述远端叶片另一端由一根控制杆操控其打开和闭合，并以所述远端叶片与所述旋转叶片的连接处为远端叶片的摆动中心。
进一步地，所述管状模具为导热性好的金属件。
进一步地，所述远端叶片头端呈圆角。
进一步地，所述旋转叶片为不易生锈的材料。
进一步地，所述不易生锈的材料为不易生锈的金属。
第二方面，本发明还公开了一种使用聚乳酸管材径向强化装置进行聚乳酸管材径向强化方法，该方法包括以下步骤：步骤1、将待强化的聚乳酸管材装入强化装置内，将所述强化装置加热到一定温度，保持一段时间；步骤2、所述强化装置的旋转叶片按照一个恒定方向旋转，转速控制在1-20rpm之间，同时所述远端叶片以一定速度打开，逐渐接近金属模具；步骤3、当所述远端叶片打开超过2°时，暂停远端叶片的打开，提升温度至聚乳酸管材玻璃化的终止温度T2。到达温度后，转速为20-60rpm，继续打开远端叶片，直至远端叶片完全打开；步骤4、经过一段时间的挤压和刮擦后，所述远端叶片以一定速度关闭恢复到初始状态；步骤5、将强化装置降至室温；步骤6、取出强化后的所述聚乳酸管材，切除加工后的管道两端2mm多余管段。
进一步地，步骤1所述一定温度为高于聚乳酸管材玻璃化的起始温度T1。
进一步地，步骤1所述一段时间为5min～30min。
进一步地，步骤2所述远端叶片打开速度为0.1°/min。
进一步地，步骤4所述远端叶片关闭速度为0.1°/min。
进一步地，步骤2中一个恒定方向是指旋转叶片沿着旋转轴带动远端叶片沿着远端叶片的摆动中心并背向远端叶片与控制杆连接一端进行旋转的方向。
本发明具有以下技术效果：
1）管材受到外部金属加热件的限制，管材外径不会发生变化，挤压和刮擦过程中可能会有些许管材由在两端发生外溢的现象，导致内径会有略微扩大，加工完成后将管材两端外溢部分切除即可保证管材的均匀性。因此，强化后的管材壁厚均匀性更好、内外径尺寸更精准、强化完直径无回缩，无轴向取向，从而强化完无径向和轴向回缩，在低温区间（体温等）无热蠕变。
2）通过控制转速，加工过程以较低转速进行，随着温度的上升转速可以相应提升，实现温度精确控制，如果转速过高会导致加工过程中摩擦发热，影响管材温度控制导致径向强化效果不佳。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例强化装置的示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例强化装置的工作过程的截面示意图；
图3是本发明的一个较佳实施例强化装置的工作过程的局部放大截面示意图；
图4是本发明的一个较佳实施的管材分子链排列有无序到有序变化的示意图；
其中1-金属模具，2-聚乳酸管材，3-旋转叶片，4-远端叶片，5-控制杆。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
实施例1
如图1、图2和图3所示，将待强化的聚乳酸管材2装入金属模具1内，聚乳酸管材2壁厚50-100um ，加热金属模具1至超过聚乳酸管材玻璃化起始温度T1，保温5min；然后旋转叶片3按照旋转叶片沿着旋转轴带动远端叶片沿着远端叶片的摆动中心并背向远端叶片与控制杆连接一端进行旋转，转速控制在1-20rpm之间，同时用控制杆5控制远端叶片4以0.1°/min的速度打开，逐渐接近金属模具1；远端叶片4打开超过2°时，暂停远端叶片4的打开，提升温度至聚乳酸管材玻璃化的终止温度T2。到达温度后，转速控制住20-60rpm，继续打开远端叶片4，直至远端叶片4完全打开；经过一段时间的挤压和刮擦后，所述远端叶片4以0.1°/min的速度关闭恢复到初始状态；将金属模具1降至常温，取出强化后的聚乳酸管材2，切除加工后的管道两端2mm多余管段。旋转过程中聚乳酸管材2受到远端叶片4的挤压和刮擦，其分子链沿叶片旋转方向进行取向，从而达到如图4所示由无序排列变为周向取向。
实施例2
如图1、图2和图3所示，将待强化的聚乳酸管材2装入金属模具1内，聚乳酸管材2壁厚150-200um ，加热金属模具1至超过聚乳酸管材玻璃化起始温度T1，保温20min；然后旋转叶片3按照旋转叶片沿着旋转轴带动远端叶片沿着远端叶片的摆动中心并背向远端叶片与控制杆连接一端进行旋转，转速控制在1-20rpm之间，同时用控制杆5控制远端叶片4以0.1°/min的速度打开，逐渐接近金属模具1；远端叶片4打开超过2°时，暂停远端叶片4的打开，提升温度至聚乳酸管材玻璃化的终止温度T2。到达温度后，转速控制住20-60rpm，继续打开远端叶片4，直至远端叶片4完全打开；经过一段时间的挤压和刮擦后，所述远端叶片4以0.1°/min的速度关闭恢复到初始状态；将金属模具1降至常温，取出强化后的聚乳酸管材2，切除加工后的管道两端2mm多余管段。旋转过程中聚乳酸管材2受到远端叶片4的挤压和刮擦，其分子链沿叶片旋转方向进行取向，从而达到如图4所示由无序排列变为周向取向。
实施例3
如图1、图2和图3所示，将待强化的聚乳酸管材2装入金属模具1内，聚乳酸管材2壁厚300-500um ，加热金属模具1至超过聚乳酸管材玻璃化起始温度T1，保温30min；然后旋转叶片3按照旋转叶片沿着旋转轴带动远端叶片沿着远端叶片的摆动中心并背向远端叶片与控制杆连接一端进行旋转，转速控制在1-20rpm之间，同时用控制杆5控制远端叶片4以0.1°/min的速度打开，逐渐接近金属模具1；远端叶片4打开超过2°时，暂停远端叶片4的打开，提升温度至聚乳酸管材玻璃化的终止温度T2。到达温度后，转速控制住20-60rpm，继续打开远端叶片4，直至远端叶片4完全打开；经过一段时间的挤压和刮擦后，所述远端叶片4以0.1°/min的速度关闭恢复到初始状态；将金属模具1降至常温，取出强化后的聚乳酸管材2，切除加工后的管道两端2mm多余管段。旋转过程中聚乳酸管材2受到远端叶片4的挤压和刮擦，其分子链沿叶片旋转方向进行取向，从而达到如图4所示由无序排列变为周向取向。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种聚乳酸管材径向强化装置，其特征在于，所述装置包含管状模具、旋转叶片和远端叶片，所述旋转叶片的旋转轴设置于所述管状模具的轴心位置，并能相对所述轴心位置旋转，所述远端叶片一端与所述旋转叶片在远离所述旋转轴的一端活动连接，所述远端叶片另一端由一根控制杆操控其打开和闭合，并以所述远端叶片与所述旋转叶片连接处为摆动中心。
2.如权利要求1所述的聚乳酸管材径向强化装置，其特征在于，所述管状模具为导热性好的金属件。
3.如权利要求1所述的聚乳酸管材径向强化装置，其特征在于，所述远端叶片头端呈圆角。
4.如权利要求1所述的聚乳酸管材径向强化装置，其特征在于，所述旋转叶片为不易生锈的材料。
5.如权利要求4所述的聚乳酸管材径向强化装置，其特征在于，所述不易生锈的材料为不易生锈的金属。
6.一种使用如权利要求1所述的聚乳酸管材径向强化装置进行聚乳酸管材径向强化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1、将待强化的所述聚乳酸管材装入强化装置内，将所述强化装置加热到一定温度，保持一段时间；
步骤2、所述强化装置的旋转叶片按照一个恒定方向旋转，转速为1-20rpm，同时所述远端叶片以一定速度打开，逐渐接近金属模具；
步骤3、当所述远端叶片打开超过2°时，暂停远端叶片的打开，提升温度至聚乳酸管材玻璃化的终止温度T2；
到达温度后，转速为20-60rpm，继续打开远端叶片，直至远端叶片完全打开；
步骤4、经过一段时间的挤压和刮擦后，所述远端叶片以一定速度关闭恢复到初始状态；
步骤5、将所述强化装置降至室温；
步骤6、取出强化后的所述聚乳酸管材，切除加工后的管道两端2mm多余管段。
7.如权利要求6所述的聚乳酸管材径向强化方法，其特征在于，步骤1所述一定温度为高于聚乳酸管材玻璃化的起始温度T1。
8.如权利要求6所述的聚乳酸管材径向强化方法，其特征在于，步骤1所述一段时间为5min。
9.如权利要求6所述的聚乳酸管材径向强化方法，其特征在于，步骤2所述远端叶片打开速度为0.1°/min。
10.如权利要求6所述的聚乳酸管材径向强化方法，其特征在于，步骤4所述远端叶片关闭速度为0.1°/min。
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