高分子材料成型加工研究

陈龙,姜永恒,吕宇,姚鑫平,张苗

摘 要: 近年来我国高分子材料成型加工技术取得了巨大的进展，相关研究也逐渐深入。本文以高分子材料成型原理为出发点，探讨了成型加工技术的应用，并总结其中部分技术的应用与研究趋势。

    关键词: 高分子材料; 特点; 成型加工技术

随着人们的生活品质的逐步提升，工业化的进程快速延伸，对工艺方面提出了相对严苛的要求。而高分子合成材料属于工业领域蓬勃创新的着力点之一，其在协助工业继续向前方面发挥着越来越重要的效果。尽管这一技术问世实时间尚短，但是以及得到了令人瞩目的成绩，显示出显著的应用价值。
1、高分子材料的简介
1.1高分子材料的定义与分类
    高分子材料表示具备聚合物组成内容，表现出较高的相对分子质量的由化合物制成的新兴材料。其同时具备下列性质：相对强势的可塑性，构造改造简单等，进而其加工工序呈现出简易的形势[1]。
    日常接触到的天然型材料涵盖了：天然橡胶还有纤维素等。刨去涉及的诸如塑料、树脂以外，也涵盖了新兴的延伸型材料。这类材料于具体生产环节被人们大规模应用，同时朝着耐高温以及显著韧度方面进一步延伸。
1.2发展现状
    因为高分子材料表现出加工过程简易，具备显著可塑性，所以最近几年中国内面向高分子材料的探究以及应用正朝着深层次过渡，同时取得了骄人的成果。面向国防行业、汽车制造、航空航天研究等领域的全面突破，高分子材料的投入使用为人们带来了许多捷径。现下高分子工艺应当着手缩减投入金额，同时让其性能更好的彰显出来，如此一来，将进一步拓展企业的经济收益，还可以在工业化进程中起到加速的影响。综上所说，高分子材料的探析前景可谓一片光明[2]。

2、高分子材料成型加工的工艺和技术
2.1挤出成型技术
    挤出成型技术是一种通过作用于模具本身的成型方式，将物料从模具内挤出，并在受热塑化的同时利用螺杆操纵推出，在机头的作用下将物料制成不同截面的成品或者半成品，一般可分为加料、压缩、熔融以及定压成型等不同的阶段。此加工成型生产工艺具有可连续生产、效率高且操作简单的特点，在塑料加工中应用较为普遍，适用范围较广。
2.2吹塑成型技术
    吹塑成型技术主要是用来制作各种中空制品，它可以借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯受热软化并使得吹胀面紧贴于模具内壁，冷却后就可以得到相应的成品模型，具有设备造价较低，适应性较强，可成型性能好的特点，是一种常见的也是发展较快的塑料成型方法。一般来讲，吹塑方法会受原料、加工要求以及制造成本的影响。
2.3注塑成型技术
    注塑成型技术是一种注射兼模塑的成型方法。它可以在一定的温度条件下将螺杆搅拌均匀，并将熔融的塑料材料高压注入模具，冷却固化后就可以获得高分子材料的合成成品，具有生产速度快、效率高，可自动化操作与生产等特点。利用注塑成型技术，可以对成品花色品种、形状繁简及尺寸大小进行调节，保证制作成品尺寸精确[3]。注塑成型技术更新换代速度快，经常用于大规模生产以及形状复杂产品的成型加工中。随着技术水平的发展，微孔泡沫塑料注射成型技术诞生，该种技术主要包括连续挤出成型、间歇成型、注射成型几种类型，与传统的注塑成型技术相比，微孔泡沫塑料注射成型技术不需要使用额外的化学发泡剂，也不需用使用以烃基为原料的发泡剂和物理催化剂，可以生产形状复杂、精度要求高的小部件。它推翻了长期一直认为发泡成型只能完成厚壁制品的生产的观点。与传统的发泡成型形成的最小孔径为 250 μm 的不均匀的微孔相比。现在的工艺形成的微孔大小均匀。
2.4压延成型技术
    压延成型技术是将熔融塑化的热塑性塑料在多个平行异向旋转辊筒间隙进行挤压、延展和拉伸，以达到产品所要求的尺寸规格和质量要求的成型工艺，常用于塑料薄膜或片材的生产与加工中。
2.5激光成型技术
    激光快速成型技术结合了计算机辅助设计、计算机辅助制造、数控车床、激光、精密伺服驱动和新材料等技术优势，可应用于对互换性要求较高的原型复制生产中，并且实现了制造工艺与制造原型几何形状关系的脱离，加工周期短、制造费用大幅降低，在很大程度上节约了生产成本，是一种综合性能很强的制造技术。
2.6激光烧结技术
    激光烧结技术是建立在 CAD 基础上产生的一种新型加工技术，可以节约模具使用成本，具有良好的发展潜力，利用该种技术，可以直接将聚酞胺粉末加工为发动机零件、内饰件等等，还可以生产出仪表盘、进气歧管、车灯外科、仪表板等，与传统注塑技术相比，能够有效降低制造成本，可以帮助汽车企业获
取到更为全面的数据，及时排除故障。

3、未来发展方向
3.1信息存储光盘盘基成型技术
    以往信息的储存耗时较长，同时在相应的环节内将出现大量的能耗损失，同样将被所处的环境左右。然而，新兴的信息存储光盘盘基成型工艺面向上述问题有了全新的突破，其应用价值同样显著。今后的研究里能够着手开发 PC 树脂的贮存功能，同时以光盘成型工艺为前提提升环保的程度，落实节能任务，让高分子材料的发展更上一层楼。

3.2聚合物动态反应加工技术
    这类技术属于刚刚问世的新兴生产工艺，其处于高分子加工行业的前言为止，具备相对开阔的前景，现下部分西方国家已经深谙此道，与之对照来讲，国内的聚合物动态反应工艺尚处于起步环节。把当下国内投入应用的反应生产装置添置于以往的机械设备当中，能够完成面向加工制品的生产，其中也暴露出部分问题有待进一步探索进步，像是在流程掌控方面表现出力度不足，无法明确分子分布的情况等。因而未来会针对聚合物的动态反应展开更细致的讨论，构建完整的理论体系，使得其在应用中获得丰富的实践支撑。
4、结语
    高分子材料于我国发展势头良好，其应用已经渗透到了生产领域的点点滴滴之中，其目前处于工业生产领域的关键组成部分之一。其中注塑成型以及挤出成型技术的普及最为显著，伴随这一工艺技术的持续进步，我国范围内的信
心存储光盘盘基成型工艺以及聚合物动态反应加工工艺相继推出，并且表现出蓬勃发展的趋势。今后还应该往更深层次发掘高分子材料所具备的潜力，让其于未来的材料生产领域大放光彩。
参考文献：
[1]柏栋予,白红伟,傅强 . 高分子材料烧结成型研究进展[J/OL]. 高分子通报,2017,(10):13-22.
[2]刘小东 . 高分子材料的加工成型技术研究[J]. 化学工程与装备,2017,(01):181-183.

[3] 王思远，孔思濛，王秋宇． 高分子材料成型加工技术的进展［J］． 南方农机，2016( 10) ．

第一作者:陈龙，男，2000年11月，云南省普洱市，本科在读
辽宁工程技术大学材料科学与工程学院  辽宁省阜新市 邮政编码：123000