對(duì)高分子材料成型加工技術(shù)的研究

王 悅（沈陽燃?xì)庥邢薰?，沈?110000）

對(duì)高分子材料成型加工技術(shù)的研究

王 悅
（沈陽燃?xì)庥邢薰?，沈?110000）

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，以及工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高分子材料被廣泛應(yīng)用于航空、通訊、環(huán)保、醫(yī)療、軍工等各個(gè)領(lǐng)域。本文主要針對(duì)高分子材料的加工成型技術(shù)進(jìn)行研究，從該技術(shù)的定義、發(fā)展趨勢(shì)等方面，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究進(jìn)行逐一闡述。

高分子材料；成型技術(shù)；材料加工

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.237

1　高分子材料概述

1.1高分子材料定義及分類

高分子材料是指具有含有聚合物成分或本身為聚合物材質(zhì)的，由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物所構(gòu)成的復(fù)合型材料。此種材料具有結(jié)構(gòu)易改性，延展性和可塑性極高，因此也具有易于加工的特點(diǎn)。常見的天然類材料主要包括：纖維素、蛋白質(zhì)、蛛絲蠶絲、天然橡膠以及甲殼素和木質(zhì)素等。傳統(tǒng)的合成類材料主要包括塑料、合成纖維以及樹脂等。除此上述傳統(tǒng)種類之外，還包括一些帶有電、磁、生物以及分離效應(yīng)等功能的新型延伸類材料。隨著該材料在航天、通訊、軍工醫(yī)療等各個(gè)高精尖端領(lǐng)域的應(yīng)用，其材質(zhì)也在朝著高強(qiáng)度韌度以及耐高溫的高性能方向發(fā)展。

1.2高分子材料的發(fā)展

人類對(duì)高分子材料的使用，最早可以追溯到十五世紀(jì)。生活在美洲的瑪雅人已經(jīng)懂得使用天然橡膠制造生活用品。在1869年第一種人工合成塑料“賽璐珞”在美國誕生，1887年法國誕生了第一種人造絲，1909年還是在美國，全人工合成塑料酚醛樹酯誕生……縱觀近現(xiàn)代高分子材料的發(fā)展史，其實(shí)并不悠久，從上世紀(jì)三十年代初期德國化學(xué)家施陶丁格創(chuàng)立線型說至今也不過七十多年的歷史。高分子材料因其優(yōu)良的特性、低廉的成本，在人們的生活中迅速地被廣泛應(yīng)用起來。從嬰兒嘴里被整日拉扯撕咬卻依然柔韌的橡膠奶嘴兒，到可以耐高溫抗輻射的宇宙飛船的隔熱涂層，從日常生活中最常見的各種塑膠生活用品從再到種類繁多的人造器官……高分子材料無處不在。

2　高分子材料成型加工技術(shù)簡(jiǎn)述

2.1高分子材料加工成型技術(shù)定義

該技術(shù)主要是通過改變材料的外部溫度，將其融化，再通過專業(yè)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行塑型加工的過程。根據(jù)材料的不同，加工的方式也會(huì)有所不同，主要的成型技術(shù)包括灌注、擠壓、吹塑、拉伸以及吸塑等。該項(xiàng)技術(shù)所秉承基本加工原則是：性能、生產(chǎn)率高，低成本運(yùn)作，按時(shí)交貨。于此同時(shí)還要保證產(chǎn)品加工過程中環(huán)保指標(biāo)全部達(dá)標(biāo)，做到全回、零排、低耗。并由大規(guī)模粗放型產(chǎn)銷轉(zhuǎn)型為周期性多品種專精類研發(fā)產(chǎn)銷轉(zhuǎn)變。對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的質(zhì)量考核指標(biāo)，主要參考的是成品外觀、尺寸是否符合產(chǎn)品要求的規(guī)格和精度，以及成品的耐受性：如抗熱抗壓抗腐蝕等技能屬性。

2.2高分子材料成型加工技術(shù)分類

該項(xiàng)技術(shù)主要涵蓋的種類繁多，諸如吹塑、注塑、擠壓、激光以及吸塑和拉伸等，因此筆者選取三種最常見類型對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行闡述。

2.2.1擠壓式成型技術(shù)

該技術(shù)的成型過程是受熱與塑化同時(shí)進(jìn)行，材料在通過擠出機(jī)的料筒的時(shí)候，由于螺旋桿和料筒的摩擦擠壓產(chǎn)生熱量將材料融化，再由螺旋桿向前推送至壓縮段并且壓實(shí)，直到經(jīng)過設(shè)備頭面后冷卻成型，這種技術(shù)通常用于處理熱固性塑料。

2.2.2注塑式成型技術(shù)

此技術(shù)的成型原理則是通過對(duì)材料有針對(duì)性進(jìn)行配比混合，利用材料間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)借助惰性氣體的輔助作用，將材料直接注射成需要的形狀。該項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于塑料制品的加工，不僅可以生產(chǎn)出常規(guī)形狀的塑料制品，亦可根據(jù)實(shí)際需求生產(chǎn)出符合要求的復(fù)雜形狀制品。

2.2.3吹塑式成型技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)主要是將熱塑性的樹脂以擠出或注射的方式，形成管狀，再經(jīng)加熱軟化處理后的管狀材料放置在對(duì)開模具中，然后將模具關(guān)閉并注入壓縮空氣使其緊貼于模具壁，冷卻脫離后，即制成管狀制品。該技術(shù)又可細(xì)分為擠出與注射兩種方式的吹塑，主要用于樹脂質(zhì)管狀制品的加工。

3　高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展和延伸

隨著高分子材料應(yīng)用的領(lǐng)域逐漸廣泛，并且不斷朝高精尖領(lǐng)域延伸，因此高分子材料成型加工技術(shù)也在朝更高端的方向發(fā)展。主要體現(xiàn)為產(chǎn)品生產(chǎn)方面的“三高”——即高集成化、高精密度、高產(chǎn)量，從而最大程度提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量和科技附加值。而該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，則程性能強(qiáng)、功能高，復(fù)合、智能以及綠色環(huán)保的方向發(fā)展。

第一，在航空、機(jī)械制造、電氣信息、軍事工業(yè)等方面，高分子材料的耐受性要不斷提升，抗磨蝕性高，抗腐蝕能力強(qiáng)，高溫耐受性好，抗老化能力強(qiáng)，因此在對(duì)材料進(jìn)行加工成型這個(gè)程序上要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是非常高的。第二，在醫(yī)療領(lǐng)域，高分子材料被應(yīng)用于各種人造器官的制造上，因此對(duì)材料的吸水性，抗催化分解，抗腐蝕功能要求都比較高，因此在對(duì)材料進(jìn)行成型時(shí)，對(duì)成型的延展性和拉伸性的要求會(huì)高于其他成型技術(shù)。第三，復(fù)合型材料在很多領(lǐng)域都應(yīng)用非常廣泛，尤其是造船和海洋工程方面，這方面的復(fù)合型材料主要要求粘連性強(qiáng)，耐熱耐腐蝕。第四，還是在醫(yī)療方面，對(duì)于某些人造器官有再生性或自行分解性的智能化要求，因此在材料進(jìn)行成型時(shí)應(yīng)特別注意不能損毀材料本身的活性，尤其要掌握好材料定型時(shí)的溫度。第五，在材料的成型以及后續(xù)加工工序中，要特別注意對(duì)那些排放量高污染重的技術(shù)進(jìn)行及時(shí)的淘汰和改良，努力做到技術(shù)上的全回收，零排放，綠色環(huán)保。

4　結(jié)語

綜上所述，本文對(duì)高分子材料的概念，并對(duì)其特點(diǎn)以及發(fā)展史進(jìn)行了詳細(xì)闡述和總結(jié)，又對(duì)高分子材料的成型加工中的常見技術(shù)進(jìn)行了介紹，并對(duì)該技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)以及延伸到相對(duì)應(yīng)的高精尖領(lǐng)域需求特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。該項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)具有潛力并且前景廣泛的朝陽技術(shù)，該技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展將帶動(dòng)整個(gè)高分子材料領(lǐng)域的進(jìn)步。因此我們應(yīng)當(dāng)將理論與實(shí)踐更好地結(jié)合起來，將科研成果不斷用于實(shí)踐，從而使整個(gè)領(lǐng)域都能得到夠長足地發(fā)展。

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