高分子材料成型加工综述

高分子材料成型加工综述

郑雪松

身份证号码：350127197001266992

摘要：高分子材料成型加工技术可以改善原有材料的性能和增加其功能，提高人工合成对材料性能的可控性。常规的加工技术包括吹塑、挤出、压制和激光加工等，而新型的加工技术如聚合物动态反应、热塑性弹性体的全硫化以及信息存储光盘盘基的直接合成反应等，不仅在传统技术基础上进行了改进，还有效地提高了材料性能，并解决了传统技术所面临的滞后问题。通过不断地改善和优化材料的结构，成功地提升了加工技术的工艺水平。我们应用了高精度注塑机、3D打印等机械化设备，从而达到了高分子材料快速成型技术的新突破。

关键词：高分子材料；成型加工技术；研究

引言

我国在科技的推动下，不断朝着机械化生产制造的方向转型发展，以提高生产效率和质量。高分子材料成型加工技术专业性较强，工艺复杂。各个领域对高分子材料性能的要求非常高，因此常常利用成型加工技术来加工和调整材料结构，利用高分子材料的延展性和可塑性等易改性特点。无论是天然类高分子材料，如纤维素、蛋白质，还是人工合成类材料，如树脂、合成纤维、塑料等，都在朝着高性能化、高功能化、复合化、智能化、绿色化的方向发展，以满足工业、建筑业等对高分子材料性能的多样化需求。

一、高分子材料概述

1.高分子材料的定义和分类

聚合物是高分子材料的重要组成部分，而复合材料是由高分子化合物制造的一种材料。高分子材料具有很多特点，例如易于改变结构和可塑性等，因此适合于工业加工。常见的天然材料有纤维素和天然橡胶等。除了树脂和塑料等材料外，还出现了新型的延展类材料。该材料在工业中的应用普遍，未来将会向高强度和耐高温的特点发展[2]。由于高分子材料加工成型技术具有广阔的市场前景和极高的应用价值，在实际应用中已经取得了良好的效果。因此，需要加大对该材料的研究力度，优化其特性和应用范围，充分发挥其巨大的价值。

2.高分子材料成型加工技术的应用

我国当前的高分子材料成型加工技术处于国际先进水平，在重要领域如国防和航空等领域已普遍采用高分子合成材料。因此，对高分子材料的要求也在不断提高。当前，我国汽车产业蓬勃发展，人们不仅关注汽车的节能环保性能，还注重其速度和外观。随着汽车业的迅速发展，材料工业也取得了巨大突破。为了降低汽车制造成本，提升汽车的整体性能，需要改良汽车制造材料，采用先进的高分子材料成型加工技术。目前的汽车生产工艺中很多部件的原材料都由金属变为塑料，现今汽车生产中90%的零部件由磨具成型制造。目前，高分子材料成型加工技术，朝着更加低成本和高效能的方向发展。很多领域对于制成品的尺寸和质量都有着更高的要求，追求轻便性能。随着科学技术的不断进步，未来高科技将在人们的生活中发挥更重要的作用。因此，它也将为高分子加工材料成型技术带来更多的市场机遇，推动该技术的改进和发展，促进我国社会经济的提升。

二、几种常见的高分子材料成型加工技术

1.挤出成型技术

挤出成型是一种利用螺杆旋转加压的方法，将预先塑化的物料连续地注入挤出机的进料口，形成熔融物料在机头口模的作用下得到相应的型坯。同时，通过牵引设备以适当的力度和速度将成型制品连续地从模具内拉出，并经过冷却定型处理，最终得到目标形状的制品。挤出成型过程主要包括加料、塑化、成型和定型等环节。理想的型材制品的质量受到多个因素的影响，包括原材料配方、挤出机性能和挤出成型工艺条件等。挤出成型技术中的工艺参数控制主要有以下几点：(1) 成型温度；(2) 挤出机工作压力；(3) 螺杆转速；(4) 挤出速度；(5) 牵引速度；(6) 排气；(7) 加料速度；(8) 冷却定型等。挤出成型技术包括共挤和注塑组合、成型、反应挤出以及固态挤出等。

2.注射成型技术

由于其可以制造多种复杂形状的塑料制件，注射成型技术在目前的塑料加工中得到广泛应用。此外，注射成型技术还具有成型周期短、加工效率高、易于自动化等优点。目前，除少数几种塑料外，注射成型技术几乎适用于所有注塑成型塑料。

注射成型技术的发展和应用通常基于多种方式的组合，在技术特征方面有以下表现：(1)利用多种材料，如采用镶嵌成型方式；(2)利用组合惰性气体，如通过气体辅助注射成型；(3)利用相关化学反应，如反应注射成型；(4)对组合压缩或压制原理加以应用，例如注射压缩成型；(5)对组合混合混配原理加以利用，例如直接(混配)注射成型；(6)对组合取向或延伸原理加以利用，例如磁场成型；(7)对组合模具移动或加热原理加以利用，例如模具滑合成型。注射成型技术常包括辅助注射成型技术、电磁式聚合物动态塑化注射成型技术、微孔泡沫塑料注射成型技术、注射结构发泡成型技术、复合熔芯注射成型技术、多组分注射成型技术等。

3.吹塑成型技术

所谓吹塑成型技术是利用气体压力使热熔型坯膨胀，获得中空制品的方法。吹塑成型在塑料加工中广泛应用，并在近年来得到了显著发展。吹塑成型技术具有使用凹模的优势，包括设备成本低、适应性强和可成型性好等方面的优点。其主要分为中空制品吹塑技术、高温吹塑成型技术、多层吹塑成型技术和吹塑发泡技术等。

三、高分子材料成型加工技术发展趋势

随着社会经济水平不断提高，越来越多的企业开始重视高分子材料的研究和应用，并将其纳入拥有自主知识产权的新技术之中。根据相关的统计资料，塑料电磁动态塑化挤出设备已经推出了7个不同规格的系列产品。其中，一些高质量的设备不仅在国内市场上很受欢迎，而且已经打开了国际市场的大门，为企业创造了理想的经济效益和社会效益。此外，塑料电磁动态混炼挤出机也已经进入了生产试用阶段，并陆续投入市场。除了之前提到的常规高分子材料成型加工技术，如挤出成型、注射成型、吹塑成型等，人们也开始研究塑料激光塑性成型、半结晶塑料激光焊接、激光烧结等新的技术，并取得了一些进展。总之，高分子材料成型加工技术正在积极地满足人们日益增长的消费需求，并展示出良好的发展前景。

结语

我国高分子材料成型加工技术正在不断提升，主要体现在高分子制品的集成度、精密度和产量的提高。深入研究高分子材料成型加工技术有助于弥补现有制品的不足，更好地满足消费者日益增长的需求，为企业创造更大的经济和社会效益，具有重要的现实意义。

参考文献：

[1] 王康.高分子材料成型加工技术研究现状[J].化工设计通讯，2019，45（3）：64，106.

[2] 陈茂顺.高分子材料的加工成型技术探究[J].新型工业化，2021，11（8）：174-175.

[3] 袁英.高分子材料加工成型技术创新与发展研究[J].河南科技，2020，39（25）：39-41.

[4] 刘士琦，周红霞，王玉，等.高分子材料的加工成型技术研究[J].化学与粘合，2021，43（3）：228-230.

[5] 孙岩.原子力显微镜轻敲模式下能量耗散的机理研究[D].北京：北京化工大学，2021.

[6] 芈月安.基于新型特种少模光纤光栅的矢量模式转换的研究[D].北京：北京交通大学.