导管介入诊疗技术在临床中的广泛应用,使导管相关性感染成为影响患者的重要并发症,选用具有抗菌功能的导管是预防该类感染的有效方法,但现有的抗菌医用导管制备方法如溶胀浸渍或表面改性等,尚存明显不足之处,有必要探索新的制备机理方法,实现高品质抗菌医用导管便捷而高效的制备。气体辅助挤出成型通过在挤出熔体和口模壁面之间建立气垫膜层,使挤出过程由非滑移黏着挤出转化为完全滑移非黏着挤出,大幅减小口模压降,从而明显改善挤出胀大和熔体破裂问题,可实现聚合物高速高质量挤出。若基于气辅挤出的特点,将抗菌材料负载至气辅挤出所用的辅助气流中,借助辅助气体把抗菌材料输运至熔融态导管表面,并最终散布至导管表层,以形成掺杂抗菌材料的表面功能层,则有可能获得具有抗菌功能的医用导管,发展出气辅挤出抗菌医用导管的新机理方法。围绕实现气辅挤出抗菌医用导管的总目标,本文从数值模拟和实验两方面开展系统的研究,主要内容概述如下:1、开展普通导管气辅挤出机理研究。建立“气体―熔体―气体”耦合流动模型,综合高聚物流变学、气液多相流以及计算流体力学理论,探索适宜的数值求解方法,对单腔小截面导管气辅挤出成型过程进行数值模拟。通过数值模拟,分析气辅挤出过程中口模内和离模后多相流的速度场、温度场、应力场分布和相界面位置的变化,研究影响挤出物形貌尺寸和挤出过程稳定性的主要因素及影响规律,为后期利用工艺参数和流道参数调控挤出物形貌尺寸提供方向指引。2、构建抗菌医用导管气辅挤出实验平台。一方面基于工艺与设备相协同的思路,对气辅挤出模具结构进行全新设计,以图在解决内辅助气体流出口模后吹破熔融态微管的问题的同时,降低稳定气辅挤出过程对工艺参数波动的敏感性;另一方面,设计开发抗菌材料气溶胶发生器,以搅拌流化结合高速气流冲击的方法制备抗菌剂气溶胶。在这些基础上完成零部件试制,并构建起由挤出机、气体控制与输运系统、气辅挤出模具和抗菌材料气溶胶发生器等子系统组成的抗菌医用导管气辅挤出实验系统,为后续抗菌导管样品的制备提供硬件支持。3、开展抗菌塑料导管气辅挤出实验研究,并对抗菌导管样品的抗菌性能进行测试评估。通过抗菌塑料导管气辅挤出实验,找到气辅挤出工艺参数和挤出模具定型段流道参数对抗菌导管外观尺寸及抗菌材料分布特征的影响规律;通过抗菌导管样品的抗菌性能测试实验,验证气辅挤出抗菌医用导管的可行性。