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多層共擠技術(shù)是將兩種或多種聚合物同時擠出并在共擠口模中形成具有多層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管。不同擠出機中所選的材料的物理特性，摩擦系數(shù)和粘結(jié)特性不同。

相比單層導(dǎo)管擠出，多層共擠所面臨的挑戰(zhàn)大的多，特別是擠出壁厚均勻的導(dǎo)管的時候。這是因為不同聚合物的粘度，熔體溫度和速度的差異會引起一系列問題，包括不同材料之間的分層。

不同的聚合物的化學(xué)性質(zhì)不一樣，層與層之間的粘附力較低，層界面處容易出現(xiàn)波狀不穩(wěn)定性。當選用具有低表面勢能的聚合物時，情況更糟糕，由于相容性差，不同聚合物在共擠出過程中難以形成牢固的粘結(jié)而導(dǎo)致分層。

共擠聚合物的選擇

經(jīng)皮腔內(nèi)導(dǎo)管的多層管，該導(dǎo)管用于將血管成形術(shù)球囊或支架輸送至動脈中的鈣化 病變部位， 導(dǎo)管內(nèi)層的摩擦系數(shù)要很低，可選用高密度聚乙烯（HDPE），以利于導(dǎo)管在導(dǎo)絲上前進。粘合中間層可以由改性的線性低密度聚乙烯（LLDPE）制成，外層可以是柔軟的“可粘合”層，例如用于粘合非聚酰胺（PA12）或聚酯（PET）的聚醚嵌段酰胺（PEBA）。經(jīng)皮腔內(nèi)導(dǎo)管包含超薄的單個壁厚（低至25微米），其內(nèi)徑設(shè)計為支撐0.014英寸，0.018英寸和0.035英寸導(dǎo)絲。

從擠出的角度來看，粘度是多層聚合物選擇最重要的因素。通常，內(nèi)層具有最高的粘度，而外層具有最低的粘度，因為低粘度熔體可以在流經(jīng)模頭和模具通道時封裝高粘度熔體。還應(yīng)該選擇具有相近的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（T g）和熔體溫度（T m）的聚合物，以實現(xiàn)一致的層分布。

用于這種多層擠出的模頭通常稱為ABC設(shè)計，因為內(nèi)層（A），中間層（B）和外層（C）由不同的聚合物制成。模具流動通道（導(dǎo)流板）是基于各個聚合物層的流變學(xué)設(shè)計的，并使用計算流體力學(xué)（CFD）進行了分析。流體分析以確保模頭出口處每種聚合物熔體流的流速均勻。當較高速度的聚合物層與較低速度的層合并時，高速層將減速，從而在界面處引起波狀流動不穩(wěn)定性，如圖2所示。這些不穩(wěn)定性導(dǎo)致層與層交叉混合，降低機械性能和影響導(dǎo)管美觀。通過控制每種擠出物的熔體溫度，從而控制每種熔體的流動速度，可以優(yōu)化共擠工藝條件，以避免發(fā)生層間不穩(wěn)定性流動。

多層共擠的中間膠粘層

除了層與層之間的不穩(wěn)定性之外，還必須考慮到聚合物層界面之間粘合性。為了相鄰的聚合物層之間結(jié)合牢固，從而使這些層在高達40個大氣壓（588 psi）的超高球囊充氣壓力下能抗分層。難以粘結(jié)的聚合物具有低表面能，當共擠出在一起時會分層，因此需要使用粘接層將這些層固定在一起。粘接層在界面處充當應(yīng)力消除劑，從而使各層顯示出良好的均勻性并抵抗分層。

共擠同類聚合物

超高壓球囊管的管壁是由至少三層同類聚合物（例如PA12）共擠而成，每一層材料的硬度不同。在將多層管（預(yù)成型件）重新加熱并通過拉伸吹塑工藝成型為雙軸取向球囊之后，多層球囊的破裂性能要比傳統(tǒng)的單層非順應(yīng)性膨脹或爆破性能高得多。除了應(yīng)用在球囊切割和結(jié)扎術(shù)外，還考慮將超高壓多層球囊用于因鈣化而難以擴張的冠狀動脈病變的手術(shù)。

在設(shè)計同類聚合物的多層球囊管擠出時，最重要的是要了解每一層的硬度。較低硬度的聚合物具有很好的伸長率（較低的撓曲模量），因此組合伸長率不應(yīng)大于較硬的硬度材料的伸長率。吹塑比，即徑向比和拉伸比應(yīng)設(shè)計得更接近于較硬的聚合物，因為在成型過程中過度拉伸會在各層之間產(chǎn)生分層。 

結(jié)論

當設(shè)計應(yīng)用于血管內(nèi)的共擠出多層導(dǎo)管時，聚合物的物理性能不是唯一的因素。為了獲得最佳的擠出效果和導(dǎo)管性能，聚合物粘度，玻璃化溫度，熔融溫度和硬度以及它們在結(jié)構(gòu)中相對位置也很重要。