高分子材料的加工成型技术研究 张崇东

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:张崇东 田璐
[导读] 摘要:高分子材料成型技术会根据聚合物的物理性质、化学性质以及用途等有不同的变化和调整,其技术的创新发展也会有所不同。
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        摘要:高分子材料成型技术会根据聚合物的物理性质、化学性质以及用途等有不同的变化和调整,其技术的创新发展也会有所不同。不论高分子材料成型技术的形式如何变化,核心都是利用材料的物理性质、化学性质,通过调整材料发生物理、化学变化的外部条件达到材料成型的目的。但实事求是地讲,技术是制约3D打印技术从出现至今依然难以大规模普及的瓶颈,可见高分子材料成型技术的创新之难。高分子材料的加工成型技术对于机械,电子,航空航天等领域的影响是巨大的,而本文就是从高分子材料的相关概述出发,浅谈高分子材料的加工成型技术在未来的发展趋势以及相关技术的创新方向。
        关键词:高分子材料;成型技术;探究
        引言:目前,在市面上常用的高分子材料有塑料和纤维素。塑料是合成的高分子材料,主要的成分是合成树脂,有着线型结构和体型结构两种结构类型。纤维素是天然的高分子材料,主要成分是葡萄糖。通过对高分子材料成型加工技术进行分析,可以了解目前常用的加工技术,从而开展进一步研究。鉴于高分子材料在我国工业领域的重要地位,人们应对其进行更加深入的研究和分析,推进我国科学技术的不断发展。
        1 高分子材料的相关概述
        高分子材料其实就是一种复合材料,但是相对于复合材料而言,高分子材料在构成上更具有独特性,它是由聚合物以及分子质量比较高的化合物构成的,而高分子材料之所以能够很好的运用到各个领域,这跟它自身结构变化性高,可塑性强有很大的关系,因此在工业加工中高分子材料的应用是十分广泛的,现如今全世界对于高分子材料的研究技术已经成型,很多的高分子材料都被创造了出来,而这其中天然的有纤维素和天然橡胶等,而塑料以及树脂则是当前运用最为广泛的高分子材料之一。相较于国外已经比较成熟的高分子材料成型技术,我国在这方面的发展还是有一点滞后,我国在高分子材料成型技术上还是更多的沿用传统技术,这也就使得在高分子材料的成型上存在一定的不稳定性,从传热上以及混炼技术上还是存在一定的问题,因此当前我国在高分子材料的成型技术上更多的还是应该解决技术上存在的不足,只有解决设备问题以及技术问题,培养更多的专家以及技术人员才能够促进整个高分子材料成型技术的全面提高,才能够追赶上国外先进技术,特别是在混炼挤出机上的工业技术发展是促进高分子材料成型技术发展的关键。
        2 高分子材料的加工成型技术探究
        2.1挤出成型
        挤压模塑即是挤塑,挤出成型过程往往由加料系统、挤压系统、温度控制系统、传动与控制系统、机头和口模等配合完成。在挤出成型过程中,聚合物将经历固体、弹性体、黏流体最后变回固体的变化过程。挤出成型常用的机器有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机两种。使用挤出成型工艺制作的产品主要有塑料管材、塑料薄膜、塑料板片材、电线电缆、塑料单丝等。但是,传统挤出成型工艺功耗高,污染大,已经不适应中国绿色经济发展的需要,因此,挤出成型工艺也有了新的调整和改进。挤出成型的新技术主要有反应挤出、固态挤出、振动挤出、微纳层共挤出这四种。反应挤出是指在合成过程中进行加工,反应器与挤出机合为一体,这种方式减少了高分子材料的中间环节,可以极大地降低能耗。固态挤出将坯料加工至低于熔点、高于晶体松弛转变温度的区间,然后通过挤压将坯料加工成型,该工艺同样可以降低挤压成型的能耗。振动挤压在挤压过程中引入了振动力场,通过改变压力、温度和功率实现挤出。微纳层共挤出是针对微纳层叠复合材料的一种挤出技术,微纳层叠复合材料主要是通过将不同性能的高分子材料共挤出后形成的。


        2.2热塑性弹性体动态全硫化技术
        在高分子材料的加工成型技术中,热塑性弹性体动态全硫化技术是一个当前应用十分广泛的技术,其主要指的是对混炼环节的橡胶进行动态的全硫化,控制的是整个过程中的硫化反应,借助这种全硫化的技术来实现对混合加工中相关混合物的相态反转控制,现如今将这种技术跟混炼技术相结合已经能够达到了很好的对高分子材料的热塑性控制,因此在这方面我国已经具备有独自的知识产权,同时也借助这种热塑性技术来实现了对于TPV技术的促进作用。
        2.3聚合物材料新技术
        聚合物材料新技术是高分子材料加工成型技术的一个分支,其主要是针对无机粒子表面特性以及功能进行重塑设计,这个技术其实原理很简单,它主要是对于设计工作环境要求比较严格,必须在强振动剪切力场的作用下才能够进行,同时应用聚合物材料新技术可以保证在没有或者只有少数化学改性剂的情况下实现对于整个无机粒子进行表面上合集与改造,同时还可以很好的实现对于原位包覆以及强制分散的进行,这在很大程度上改变了传统技术在间断性上的问题,使得对于无机物以及聚合物的生产能够连续不断,因此在工业生产中,这项技术对于高分子材料的制造作用是很大的,对于聚合物以及无机物生产的推动作用是不可忽视的。
        2.4聚合物动态反应加工技术
        聚合物动态反应加工技术一直都是我国起步较晚,发展并不足够成熟的技术,在工业生产上还有一定的问题,需要更多的科研以及技术工作者不断的去创新和突破,但是现如今我国经济发展带来的资金支持是十分充足的,这也为该技术的研究提供了基本的物资保障,再加上这项聚合物动态反应加工技术在国外运用十分的广泛,对于某些特定产品的生产效果很好,因此该技术是未来工业发展的需求,也是我国在不断研究,对于我国工业产业发展影响很大的技术,只是现如今我国对于该技术的运用还无法满足当前工业生产的需求,在热感传播技术上的创新还存在一定的问题,没有办法很好的控制其内部的化学反应,没有办法对反应物的分子秦空进行把控,同时在聚合物的生产过程中还伴随着光污染以及噪音污染,这是传统技术没有办法有效解决的,也是需要大量资金投入不断研究创新的,因此对于聚合物动态反应加工技术的要求只会越来越严格。
        结束语
        由于高分子材料已经成为了许多重要领域必不可少的材料,在满足经济效益的前提下,我们必须更好的开展对高分子材料成型加工技术的研究,从而确保该项技术能够在节约成本、节约时间的前提下获得更好的市场发展前景,促使我国国民经济走向辉煌。高分子材料成型加工技术目前在全世界已经渗透到了各行各业中,得到了广泛的应用和发展。目前的高分子材料成型加工技术多种多样,不同领域都可以找到适合的加工技术来完成产品的制作。同时,高分子材料成型加工技术的应用前景也非常广泛,新型的加工技术在不断的研究之后能够省时省力,节约成本。我国需要加强自主知识产权的研究,推出适合自己国家的高分子材料成型加工技术,实现质的超越,才能在世界上占有一席之地,获得更加长远的发展。
        参考文献
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