医用塑料微管气辅挤出成型的理论与实验研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51863014
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0303.高分子材料加工与成型
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Medical Plastic micro-tubes are widely used now days, for the problems caused by the die-swell, melt fracture and extrudate distortion to which often affect the product quality and manufacture efficiency in the production of plastic micro-tubes, the program is devoted to the plastic micro-tube extrusion study with the use of gas-assisted extrusion technology. The numerical simulation will be conducted through the set up of gas-assisted plastic micro-tube extrusion model with the consideration of the integrated affection between the micro scale effects and gas-liquid-gas multilayer flow, and the developing of the accordingly finite element methods; The experimental study will be carried out by building the experimental set-up through developing gas-assisted extrusion die of plastic micro-tube and gas-assisted gas control system; With the results of experiments and numerical simulation, the distribution of various fields and the influence of gas layers and their mutual affection on the extrudates will be analysed, and the relation between the gas flow states, materials rheological properties, process parameters , die structure and the distribution on the fields in and out of die, die swell, melt layer appearances will be revealed. The influencing factors and mechanism of gas-layer stability will be approached. On the above basis the process conditions of extrusion and optimization rules of extrusion die will be presented.
医用塑料微管应用日益广泛,针对生产中存在的挤出胀大、熔体破裂和扭曲变形等影响挤出质量和速度的难题,项目拟将气辅挤出成型技术应用于塑料微管挤出成型而展开研究,通过建立考虑微尺度因素和气-液-气多相分层流动耦合作用的塑料微管气辅挤出成型机理模型及发展相适应的有限元算法,对成型过程进行数值模拟;通过研制塑料微管气辅挤出口模和完善气辅控制系统构建塑料微管气辅挤出实验平台,在此基础上开展实验研究;通过对数值模拟和实验结果的分析,研究塑料微管气辅挤出成型过程中各场量的分布、气垫膜层以及它们相互作用对挤出结果的影响规律,揭示气体流动状态、熔体流变性能、工艺参数、口模构型对塑料微管气辅挤出口模内外各场量、挤出胀大、料层界面形貌的影响规律,探索形成稳定气垫膜层的条件,探明影响气垫膜层稳定性的因素和影响机理,在此基础上提出塑料微管气辅挤出成型的工艺条件和塑料微管气辅挤出口模设计的优化原则。

结项摘要

冠状动脉导管、造影导管和导尿管等医用塑料微管在临床治疗中的应用日益广泛。随着加工技术的改进,精密挤出技术广泛的应用于医用塑料微管的连续加工。然而,在塑料微管挤出过程中易出现挤出胀大、熔体破裂和扭曲变形等现象,限制了加工效率和生产成本。塑料微管挤出成型过程引入气辅技术可使口模内熔体由黏着流动转变为滑移流动,可以减小口模中熔体的剪切应力,从而有效地消除挤出胀大、扭曲变形的问题。因此,为了探明气辅挤出成型技术在医用塑料微管挤出过程的作用机理,优化加工工艺,本项目开展了以下研究:建立了考虑腔内气垫层气体流动的塑料微管气辅挤出模型,对成型过程进行数值模拟,得到了内气垫层气体的流动对微管的挤出成型造成影响规律;建立了考虑熔体可压缩性的内外双气辅挤出模型,研究了熔体可压缩性对熔体流变性能和挤出成型的影响规律。通过数值模拟方法对塑料微管气辅挤出口模进行了优化设计和加工制造,搭建了双气辅挤出医用塑料微管实验平台。通过挤出实验和数值模拟研究,揭示了影响气垫层稳定性的因素和影响机理,探明了气体参数、熔体流变性能、工艺参数、口模结构参数对口模内熔体各场量、挤出胀大、微管尺寸的影响规律。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Research on Inner Gas Inflation Improvements in Double-layer Gas-assisted Extrusion of Micro-tubes
双层气辅微型管挤压内充气改进研究
  • DOI:
    10.3390/polym12040899
  • 发表时间:
    2020-04-01
  • 期刊:
    POLYMERS
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Luo, Cheng;Huang, Xingyuan;Liu, Hesheng
  • 通讯作者:
    Liu, Hesheng
热风熔融废旧塑料造粒机熔融室温度场分析
  • DOI:
    10.19491/j.issn.1001-9278.2022.04.022
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国塑料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谭磊;黄兴元;王涵;潘留雯
  • 通讯作者:
    潘留雯
Experimental and Simulation Study on the Dissolved Amount and Dissolution Rate of Supercritical CO2 in Polystyrene Melt
超临界CO2在聚苯乙烯熔体中溶解量和溶解速率的实验与模拟研究
  • DOI:
    10.1021/acsomega
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    ACS Omega
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Duyang Wang;Xingyuan Huang;Zhennan Cai;Wenling Wang;Long Wang;Sipeng Wang
  • 通讯作者:
    Sipeng Wang
The Formation Mechanism of the Double Gas Layer in Gas-Assisted Extrusion and Its Influence on Plastic Micro-Tube Formation
气体辅助挤出双气层的形成机理及其对塑料微管成型的影响
  • DOI:
    10.3390/polym12020355
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    POLYMERS
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Liu, Tongke;Huang, Xingyuan;Wang, Duyang
  • 通讯作者:
    Wang, Duyang
微尺度下塑料微管气辅挤出成型的模拟及分析
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-3539.2022.02.014
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    工程塑料应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔡圳南;黄兴元;刘同科;彭艳蓝
  • 通讯作者:
    彭艳蓝

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其他文献

纤维增强薄壁注塑件翘曲变形耦合有限元分析
  • DOI:
    10.13543/j.bhxbzr.2017.02.016
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    北京化工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    江青松;柳和生;熊爱华;黄兴元
  • 通讯作者:
    黄兴元
气体辅助共挤出矩形截面PP双层型材的实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    塑料工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄益宾;柳和生;黄兴元;熊爱华
  • 通讯作者:
    熊爱华
不同工艺下反应釜内PS/CO2 均相体系流变性能模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    工 程 塑 料 应 用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    段翔宇;柳和生;黄兴元;王都阳
  • 通讯作者:
    王都阳
气体辅助工艺对曲线型异型材共挤成型的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    高分子材料科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柳和生;黄兴元;黄益宾;万齐访
  • 通讯作者:
    万齐访
基于不可压缩光滑粒子流体动力学的旋转强制动边界问题研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械工程学报,/Chinese Journal of Mechanical Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄兴元;江顺亮;董添文;柳和生
  • 通讯作者:
    柳和生

其他文献

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黄兴元的其他基金

界面更新条件下超临界CO2在聚合物熔体中的溶解行为和机理研究
  • 批准号:
    51463015
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    49.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
聚合物气体辅助共挤出成型机理研究
  • 批准号:
    20664002
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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