高分子材料加工成型技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展分析

張鵬

摘 要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，科技水平不斷提升，高分子材料在各行業(yè)、各領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用，尤其是新型材料運(yùn)用取得長(zhǎng)足發(fā)展。本文主要分析高分子材料加工成型技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高分子材料;加工成型技術(shù);創(chuàng)新;發(fā)展

在社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，催生了高分子技術(shù)，且被運(yùn)用于各行各業(yè)，各類產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造，均需運(yùn)用高分子材料進(jìn)行加工成型，但在實(shí)際運(yùn)用中，還有諸多問題有待解決。在高分子材料研究中，不僅要關(guān)注材料自身性能的影響，加工成型技術(shù)同樣對(duì)產(chǎn)品性能有較大影響。因此，高分子材料加工成型技術(shù)成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的研究重點(diǎn)之一。

1高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展歷程分析

高分子材料，又叫做聚合物材料，是通過高分子化合物以及添加劑進(jìn)行混合，所產(chǎn)生的新型材料，能量傳遞性較高，運(yùn)輸較為方便，在各行業(yè)、各領(lǐng)域中被廣泛運(yùn)用。通常而言，高分子材料是通過多種化工單元進(jìn)行制作，在加工過程中，通常包含了傳質(zhì)、傳熱兩個(gè)部分，反應(yīng)速度較強(qiáng)，溫度提升速度較快。為此，在聚合反應(yīng)環(huán)節(jié)，技術(shù)人員必須嚴(yán)格控制材料的碳化、降解，確保高分子材料能夠順利成型。同時(shí)，能夠去除多余反應(yīng)多熱量，提升高分子材料的成型效率和質(zhì)量。

針對(duì)高分子材料，發(fā)現(xiàn)時(shí)間較早，然而因設(shè)備、觀念落后，使得高分子材料被運(yùn)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)程較長(zhǎng)。近年來，在技術(shù)研究基礎(chǔ)上，高分子技術(shù)諸多難題得到解決，使得更為優(yōu)良的高分子材料逐漸被發(fā)掘。為此，高分子技術(shù)逐漸進(jìn)入到一種快速發(fā)展階段。

在上世紀(jì)90年代，由于塑料平均增長(zhǎng)率急劇增加，塑料產(chǎn)品也快速增長(zhǎng)，而塑料材質(zhì)、種類得到極大優(yōu)化，運(yùn)用范圍也逐漸發(fā)展。例如在汽車生產(chǎn)中，通過高分子材料代替鋼鐵材料，可實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)的輕量化，具有良好的運(yùn)用效果。目前，鋼材正在日益減少，高分子材料的出現(xiàn)，為工業(yè)生產(chǎn)提供了諸多可能。例如汽車行業(yè)，如還一味采取傳統(tǒng)純鋼鐵材料制造，已無法滿足人們的實(shí)際需求，而使用高分子材料，性能強(qiáng)度上可媲美鋼鐵，造價(jià)也更小，環(huán)保性也更強(qiáng)。同時(shí)，生產(chǎn)規(guī)模和周期更小，能量消耗也更低，具有較高的回收率，可降低空氣污染。

2高分子材料成型加工的技術(shù)類型

首先，吹塑成型。該技術(shù)是通過氣體壓力作用，對(duì)熱熔型制品進(jìn)行加工，形成一種中空形狀產(chǎn)品。使用該技術(shù)，成型率較高，可加工處理各類材料。同時(shí)，使用成本不高，只需根據(jù)實(shí)際需要，選擇加工材料進(jìn)行吹塑成型。

其次，注塑成型。該技術(shù)主要運(yùn)用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的塑料成品加工，該技術(shù)的生產(chǎn)品種較多，產(chǎn)品精度較高，使用范圍較廣。

第三，擠出成型。使用該技術(shù)，是通過螺桿對(duì)高分子材料開展擠壓，在加料、定性、塑化流程中，進(jìn)行產(chǎn)品加工成型。使用該技術(shù)的成型產(chǎn)品較為美觀，成品質(zhì)量較好。

第四，激光加工成型。該技術(shù)是利用高聚光激光燈，對(duì)塑料模板進(jìn)行垂直照射，并加工成所需產(chǎn)品。因高分子材料自身并不具備激光吸收功能。為此，在技術(shù)運(yùn)用時(shí)，需涂抹一定的特制材料，再開展加工，以確保高分子材料能夠良好吸收激光，進(jìn)而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，近幾年還研發(fā)出了激光燒結(jié)技術(shù)，該技術(shù)需依靠CAD制圖軟件加工，能夠準(zhǔn)確預(yù)算產(chǎn)品模具成本，該技術(shù)的環(huán)保節(jié)能性較強(qiáng)，具有較高的加工效率。在現(xiàn)階段，激光燒結(jié)技術(shù)是高分子材料加工較為常用的技術(shù)之一。

3高分子材料成型加工的技術(shù)創(chuàng)新分析

首先，聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)。該技術(shù)的發(fā)展，是立足雙螺桿擠出機(jī)的發(fā)展而來?，F(xiàn)階段，國外已深入研究這一項(xiàng)目，研制出混煉、連續(xù)反映的擠出機(jī)，實(shí)現(xiàn)了雙螺桿擠出的相關(guān)問題。而這些設(shè)備的快速發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新十分關(guān)鍵，在技術(shù)上需實(shí)現(xiàn)突破。例如，對(duì)于尼龍生產(chǎn)、聚碳酸脂的生產(chǎn)，需依靠縮聚反應(yīng)擠出技術(shù)。對(duì)于該反應(yīng)的加工設(shè)備，大部分使用傳統(tǒng)混煉和混合技術(shù)，部分國外企業(yè)僅小范圍優(yōu)化了傳統(tǒng)反應(yīng)器，無法有效控制傳質(zhì)和傳熱過程，不能掌控化學(xué)反應(yīng)，也無法解決反應(yīng)產(chǎn)物分布問題。同時(shí)，由于設(shè)備投資花費(fèi)較大，能量消耗以及噪音較多，加上密封難度較大，使得傳統(tǒng)加工存在一定缺陷。而聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)的加工技術(shù)，在設(shè)備結(jié)構(gòu)、加工原理方面實(shí)現(xiàn)了完全優(yōu)化，該技術(shù)立足電磁場(chǎng)，通過機(jī)械振動(dòng)場(chǎng)，通過聚合物引入，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)擠出，進(jìn)而有效控制化學(xué)反應(yīng)，對(duì)生成物物理化學(xué)性能、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化。通過該項(xiàng)技術(shù)，促進(jìn)了預(yù)聚物混煉、單體混合的有效突破，通過新型理論指導(dǎo)，就能實(shí)現(xiàn)新加工反應(yīng)器的生產(chǎn)制作，解決聚合物分布問題，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備結(jié)構(gòu)的集成化。同時(shí)，該設(shè)備體積較小，噪音和能量消耗較低，可有效控制產(chǎn)品性能，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

其次，新材料制備技術(shù)。通過該項(xiàng)技術(shù)革新，實(shí)現(xiàn)了信息儲(chǔ)存光盤，可產(chǎn)生直接的合成反應(yīng)，該技術(shù)運(yùn)用全新理論指導(dǎo)流程，周期較短，環(huán)境污染率低，操作較為簡(jiǎn)便，能夠?qū)崿F(xiàn)能源節(jié)約。因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，使得該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)技術(shù)的局限突破，防止發(fā)生更多問題。近年來，隨著光盤儲(chǔ)存技術(shù)快速發(fā)展，使得新材料制備技術(shù)有著廣闊提升空間。該技術(shù)通過PC樹脂化，在同一流程中融合盤基成型以及中間儲(chǔ)存，按照動(dòng)態(tài)連續(xù)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)性的交換生產(chǎn)。隨著新材料制備技術(shù)的產(chǎn)生，為高分子材料加工發(fā)展創(chuàng)造了有力條件。

第三，復(fù)合材料物理場(chǎng)技術(shù)。使用該技術(shù)，主要是立足強(qiáng)振動(dòng)的切力場(chǎng)，優(yōu)化設(shè)計(jì)無機(jī)粒子的功能、特性，可在連續(xù)加工環(huán)境中實(shí)現(xiàn)全體流程，解決摒棄了改性劑、催化劑，有利于節(jié)約資源。通過聚合物的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了無機(jī)粒子的原位包覆以及強(qiáng)制分散，進(jìn)而依靠負(fù)荷材料的彈性體、熱塑性，實(shí)現(xiàn)全硫化制生產(chǎn)。運(yùn)用該技術(shù)，在混煉擠出流程中，可引入振動(dòng)力場(chǎng)，對(duì)硫化過程進(jìn)行優(yōu)化控制，并促進(jìn)加工流程的相態(tài)反轉(zhuǎn)。

第四，成型控制。在一定條件基礎(chǔ)下，高分子材料由于外力或溫度因素影響，聚合物形態(tài)、結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一定變化。根據(jù)相關(guān)研究，許多聚合物的多相體系，具有不相容問題，對(duì)成型控制具有一定影響。為改善這一狀況，在聚合物生產(chǎn)、加工流程，必須嚴(yán)格控制成品溫度，總結(jié)變化規(guī)律，為成型結(jié)構(gòu)的控制提供有力依據(jù)。

4 高分子材料加工成型技術(shù)的發(fā)展

隨著高分子材料加工成型技術(shù)被逐漸運(yùn)用于各行業(yè)、各領(lǐng)域，我國逐漸加大對(duì)該技術(shù)的研究和創(chuàng)新，出臺(tái)了一系列政策進(jìn)行支持，符合我國的新發(fā)展理念。

目前，我國各城市也逐漸推廣運(yùn)用該技術(shù)，所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)利益也極為客觀，大部分地區(qū)將這項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，工業(yè)制品出口量大量擴(kuò)張，國際貿(mào)易成效明顯，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的快速提升。

在今后發(fā)展過程中，該技術(shù)運(yùn)用空間十分廣泛，適用于各個(gè)領(lǐng)域，高分子材料也將逐漸成為人們生活、工作的必備品。為此，我們必須加大生產(chǎn)研究，加大政策支持力度，不斷提升技術(shù)創(chuàng)新水平。

結(jié)束語

綜上所述，近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，成就逐漸突出，高分子材料加工成型技術(shù)成為科研的重點(diǎn)研究課題。同時(shí)，高分子材料為科技生產(chǎn)提供了重要能源，隨著高分子材料逐漸發(fā)展和運(yùn)用，將實(shí)現(xiàn)工業(yè)制品的流程合理化、科學(xué)化，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的有效提升。

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