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对高分子材料的加工成型技术分析

发表时间：2020/12/23 来源：《创新人才教育》2020年第11期作者：杜元开

[导读] 随着我国科技的不断发展，高分子材料在各行各业得到了广泛的应用，已经成为工业生产中重要的组成部分，推动了我国工业的发展。

武汉工程大学杜元开 430205

摘要：随着我国科技的不断发展，高分子材料在各行各业得到了广泛的应用，已经成为工业生产中重要的组成部分，推动了我国工业的发展。高分子材料作为一种新型材料，因其具有广泛的应用价值，受到了广泛的关注。因此，本文就高分子材料的加工成型技术进行分析，以供同行专家参考。
关键词：高分子材料；成型；技术分析
        引言
        高分子材料因其具有良好的综合性能，被广泛应用于各行各业。人们日常应用的塑料制品就属于高分子材料，塑料的种类与材质也越来越好。高分子材料成型的方法主要有吹塑成型法、塑料激光塑性成型法以及半结晶塑料激光焊接技术等，本文围绕高分子材料加工成型技术进行探讨。
        1.高分子材料成型加工现状
高分子材料也称聚合物材料，是以高分子化合为基础，同时配有各种添加剂所构成的材料高分子材化合物与小分子不同，它在聚合的过程中变成了同分子量大小的各种聚合物的混合物。塑料是最为常见的高分子聚合物，塑料的主要成分就是聚合物，其能够在一定的温度、压力下，塑成各种形状并且保持其形状不变。高分子材料分为天然高分子材料与延伸类材料，天然高分子材料主要包括天然橡胶、纤维素等，延伸类材料是指在天然高分子材料的基础上，经过人工的改造而生产的高分子材料。
由于高分子材料具有良好的性能，并且易于加工，我国在高分材料加工成型方面已经取得了较大进步，高分子材料在国防、航天等领域也得到了应用。汽车是人们出行的重要交通工具，随着环境压力的不断增大，使用高分子材料代替金属零部件已成为一种趋势，使汽车更加轻量化高分子材料正在朝着高强度、高韧性以及耐高温的方向不断发展。现阶段，我国高分子材料加工成型技术主要追求的目标是高效率、低成本。
        2.高分子材料塑性成型技术
常见的高分子材料塑性成型技术主要有吹塑成型法、塑料激光塑性成形技术以及半结晶塑料激光焊接技术下面对上述的方法进行详细分析：
        2.1吹塑成型法
吹塑成型法是一种用于加工瓶类等中空容器的方法。先将热塑性树脂挤出或注射，预成型为管状型坯，随后放入金属型腔内并吹气，使之密贴在型腔内壁上，冷却固化成型。吹塑制品广泛应用于：玩具、工艺品、各类塑胶瓶子，日用产品、家用电器配件、灯饰配件，体育及健身器材配件等行业。
        挤出吹塑成型是吹塑成型方法中应用最为广泛的一种工艺，这种成型方式应用范围十分广泛，从小型高分子材料制品到大型容器等都能够应用。其加工过程主要是：先将胶料融化、混炼，溶体进入机头成为型坯；型坯达到一定长度后，吹塑模具闭合，将型坯夹在两个型腔中间；吹起，通过将空气吹入型腔使其成型；冷却至室温；最后是开模取走成品。
        注塑吹塑成型工艺主要应用于一些精密的小型零部件，其主要生产过程是：在注塑工位先注塑出型坯，加工方法同普通注塑一样；开模后，芯棒和型坯移动到吹塑工位，芯棒把型坯置于吹塑模之间，合模，然后压缩空气进入型坯，吹起使其膨胀成型，冷却后再开模。

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        拉伸吹塑成型是型坯、拉伸、吹塑在一台机中完成的工艺方法，型坯是生产过程中的半成品，经冷却后，冷型坯经再加热，进行拉伸、吹塑。
        2.2塑料激光半塑性成型技术
激光塑性成型技术，是指塑料成型的方向指向激光的方向，通过激光能力使塑料软化，然后再跟进模具进行成型。在激光塑性成型技术中，聚乙烯塑料的拉伸强度与屈服强度会随着温度的升高而不断降低，此外需要注意的是，当材料的再结晶温度于材料表面温度时，才能对材料进行塑性加工，只有在这种状态下对高分子塑性材料进行加工，才能既保证材料的强度，又保证材料的柔韧性。
        2.3半结晶塑料激光焊接技术
在传统的激光焊接中，激光焊只能用于连接一些材料成分相接近的热塑性材料，但通过对高分子材料的深入研究，发现使用隔层薄膜以及激光传输焊接方法能够将高分子聚酰胺材料与高分子热塑性成型的塑料焊接在一起，因在对两个不同材料进行焊接时，在两个不同材料的接触区存在吸收薄膜，在激光竖的作用下，吸收薄膜融化将两种不同材质的高分子材料焊接在一起。
        3.高分子材料的发展方向
        3.1高分子材料科学与其他学科的交叉
高分子材料科学技术与化学、生物、信息科技等方面都具有交叉，彼此之间相互促进，并且发展。例如，仿生生物体的结构或其特定功能的高分子材料，是生物材料的基础，促进了生物材料的迅速发展。各种学科之间彼此交叉，相互促进。
        3.2高分子材料加工技术不断深化
高分子材料的最终性能很大程度上是由加工技术决定的，聚合物的形态、结晶过程、取向等，都收到了加工过程的影响。因此只要不断的对加工技术进行创新，才能不断的提高高分子材料的各种性能，使其不断满足人们的需求。因此，研究高分子材料的加工成型技术，必须研究材料的形成与演变规律，实现对材料的控制，不断探索新型加工原理和加工方法。
        3.3高分子材料与资源、环境的协调发展
高分子材料的发展既有利也有弊，大量塑料制品的应用对生态环境带来了一定的影响随着人们对环境保护意识的加强，人们开始研究可降解塑料，并且通过近几年的研究，已经取得了一定的进展。可降解塑料正在推广中，生物降解高分子材料在本世纪得到了飞速发展，人们通过改变高分子材料的组成使高分子材料更加易于降解。高分子材料正在向着绿色工程材料方向发展，将来各种绿色高分子材料会应用于人们的方方面面。
        结束语
综上所述，高分子材料在各行各业的应用，使人们的生活更加便捷，同时也促进了我国工业的高速发展。高分子材料成型技术对高分子材料的力学性能具有重要的影响，注塑成型技术与挤出成型技术是现阶段应用最为广泛的两种高分子材料加工技术，随着我国科学家对高分子材料的研究不断深入，有助于高分子材料的成型加工技术的不断革新。
参考文献
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