Page 42 - 《橡塑技术与装备》2019年24期（12月下半月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

高端微结构塑料制品的成型加工技术

与装备研发

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温茂林 ，赵健翔 ，许忠斌 ，崔赟 2
（1. 浙江大学化工机械研究所，浙江 杭州 310027 ；
2. 浙江科盈新材料科技有限公司，浙江 湖州 313000)

摘要 ： 随着我国塑料加工产业的快速发展，带有微型化结构的塑料制品越来越多地应用在生物医学、能源环保、电子信息、
航空航天和国防军工等领域。本文从微通道塑料制品、微注塑制品和特种工程塑料 3D 打印制品三个方面，对高端微结构塑料制
品成型加工技术及装备研发展开介绍，分析微通道的成型加工过程、微注塑成型的工艺设备以及特种工程塑料应用于 3D 打印的
途径，为微结构塑料制品加工工艺及设备产业化应用提供参考。
关键词 ： 微结构塑料制品 ；微通道 ；微注塑 ；特种塑料 3D 打印
中图分类号 ： TQ320.66 文章编号 ： 1009-797X(2019)24-0026-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.24.004

1 微通道塑料制品的成型加工
微通道塑料制品是指内含多条按照一定规则排布
且其尺寸一般在微米至几百微米之间的中空通道类结
构的塑料制品。目前常见的微通道结构塑料产品主要
包括医疗介入治疗导管、超滤中空纤维、微流控芯片、
细胞培养输送通道、微换热器及微反应器等。其中英
国剑桥大学学者 Hallmark 和 Mackley 等在 2004 年提
出的微通道塑料薄膜（Microcapillary film，MCF）
制品 [1~2] 是典型的微通道结构塑料制品。微通道塑料
薄膜是一种内含多个横向阵列排布的中空微米级通道
的新型塑料薄膜，其通道的排列方向与膜长度方向
平行，它是以热塑性高分子材料线性低密度聚乙烯
（LLDPE）为原料制成，具有高强度、良好的耐穿刺
性和优异的透光率。通过合理的调节加工参数，可以 图 1 微通道塑料薄膜结构特点
实现对微通道塑料薄膜的通道形状和尺寸的调控 [3] 。
如图 2 所示，微通道塑料薄膜成型加工过程大致
如图 1 所示，从结构上来讲，微通道塑料薄膜结 [3]
可以分为三个阶段 ：第一阶段，料斗中的塑料颗粒
合了塑料薄膜、中性纤维以及泡沫塑料三种制品的特
在挤出机螺杆的带动下向前运动，在挤出机的加热段
点。首先，MCF 整体呈薄片状，具有塑料薄膜的典型
被融化成塑料熔体，固态的塑料颗粒变成液态的聚合
特征 ；其次，它内含多条直细的微通道，结构类似于
物熔体 ；第二阶段，聚合物流体在齿轮泵的作用下以
整齐排列的中性纤维 ；由于 MCF 具有较大的孔隙率，
一定的压力从机头口模挤出，同时，外界的流体通过
具有类似于泡沫塑料的多孔特性。MCF 综合以上三类
塑料制品的结构特点，具有比表面积大、强度高、质 作者简介 ：温茂林 (1995-），男，在读研究生，主要从事
成型加工及其 3D 打印技术研究。
量轻、减震吸音等特点，因此受到广泛的关注。
收稿日期 ：2018-09-05

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