高分子材料的加工成型技术研究

发表时间:2021/8/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷第4月10期   作者:张忠奎
[导读] 当今是科技的时代,科学技术对人们的影响越来越大,其中高分子材料的出现极大地提高了人们的生活品质,
        张忠奎
        中车大连机车车辆有限公司,辽宁 大连 116021
        摘要:当今是科技的时代,科学技术对人们的影响越来越大,其中高分子材料的出现极大地提高了人们的生活品质,其在很多行业和领域都有广泛的应用,并取得了较好的效果。由于高分子材料需要先进的加工技术,因此高分子材料加工成型技术需要进一步深入研究。介绍了高分子材料的应用及成型方法,阐述了高分子材料的加工成型技术研究现状,希望对我国高分子材料加工成型技术的发展提供参考[1]。
        关键词:高分子材料;成型技术;探究
        引言
高分子材料具有独特的功能和不可替代的特性,其应用可促进各领域技术进步。通过对目前国内国外功能高分子材料研究现状进行分析,将功能高分子材料与传统材料进行比较,阐述功能高分子材料的性能及应用。对功能高分子材料的现状、性能及应用趋势进行全面的、系统的研究,对功能高分子材料的应用前景进行展望与分析[2]。
        1高分子材料概述
        1.1高分子材料的定义及分类
聚合物成分是高分子材料的重要组成部分,而复合型材料就是由高分子较高的化合物制造的。高分子材料具有很多特点,如结构易改性和可塑性等,因此容易进行工业加工。较为常见的天然材料包括:纤维素、天然橡胶等。除了包括树脂和塑料等材料外,还包括了新型的延伸类材料。该种材料在工业中应用普遍,未来会朝着高强度和耐高温的特点发展。由于高分子材料加工成型技术的市场前景和应用价值较高,在实际应用中效果较好,因此需要加大对该材料的研究,进一步优化材料的特性和应用范围,发挥其价值。
        1.2高分子材料成型加工技术的应用
目前,我国的高分子材料成型加工技术属于国际先进水平,在重要的领域应用普遍,如:国防和航空等都开始应用高分子合成材料,因此对高分子材料的要求也不断提高[3]。目前,我国汽车行业发展迅猛,大众既关心汽车的节能和环保性能,又注重汽车的速度和美观性,随着汽车行业的发展,材料工业也取得了巨大的突破。为了可以节约汽车的制造成本,提升汽车的综合性能,需要改进汽车制造的材料,应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发展,未来高科技对于人们的生活将起到更大的影响,因此也会给高分子加工材料成型技术提供更加广阔的市场,促进其技术的优化和发展,使我国的社会经济发展更上一层楼。
        2高分子材料在工程中的应用
        2.1光电功能高分子材料
光电功能高分子材料其在某一个相对固定的背景下,体现出各种光电性能。依据其功能,可以将其划分为高分子驻极体、导电高分子材料以及高分子电活性材料等。依据其组成情况可以将其分成两大类。一类属于复合功能的材料,另一类属于结构型电功能材料。光电功能高分子材料目前主要被广泛地应用于电子器件以及特殊用途电池生产等方面。在特定的环境下,光电功能高分子材料可以表现出多种样式的性质,其在电子器件和敏感器件中也有广泛的应用。光电高分子材料是以有机高分子材料为基体,加入一定数量的石墨、金属粉、碳纤维、金属纤维、金属氧化物导电物质等组合而成的复合型的具有导电性的高分子材料。该类材料兼具金属的导电性和高分子材料的易加工特性。此外,光电功能高分子材料还具有电阻率可调范围大、加工性好、工艺简单、耐腐蚀、价格低等优点,在很多领域有重要应用前景。

经过相关科研人员及相关行业几十年的不断研究,该领域已经获得长足发展,功能高分子光电功能材料的种类不断丰富,推动相关器件性能显著提高。目前基本可满足电子纸、微型处理器、柔性显示、化学/生物传感器等领域的应用需求,正推动着可印刷、柔性大面积电子学、可穿戴电子新时代的快速发展。
        2.2高分子功能膜材料
高分子功能由于具有选择性的透过能力,可以用作膜型材料。通常它还是具有可以将物质进行分离的特殊性功能的分离膜或者是功能膜。与其他材料相比,高分子功能膜材料由于在膜两侧的产物为透过产物和原产物两种,有利于将选取的产物进行收集。另外,在分离的过程中不会出现异常或者相变能消耗的情况。高分子功能膜具有识别物质的和对物质进行分离两大功能,它还具有对物质和能量进行转化的功能。在工程应用过程中,其随着条件不同显现出特性。
        2.3液晶高分子材料
由纤维和树脂在分子水平进行微观复合组成的液晶高分子材料,其具有高强度、质地好、数量大的优势,在生活中得以广泛的应用。液晶高分子材料包括:光学非线性高分子液晶、生物性高分子液晶、光导高分子液晶和高分子液晶膜等。由于它们的特殊性能将会有非常广阔的重要应用前景。从应用领域分析,液晶高分子材料已成为电子电气行业中需求量最大且发展迅速的领域。平均年增长远远领先于通讯业、工业界及运输业。其应用主要用于光缆结构件、机械手、复合材料、功能件、泵/阀门组件、接插件、开关、继电器、模塑印刷电路板等,显著推动了液晶高分子技术及其他高新技术的发展。
        3高分子材料的加工成型技术研究
        3.1信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术
随着高分子材料在各个领域中的应用,传统的高分子材料成型技术存在很多不足之处,在生产中存在环节较多和流程复杂的问题,从而影响了企业的生产效率,增加生产的周期,效果不显著。目前,高分子材料成型需要充分利用信息储存,降低技术相关资源的浪费,提高产品整个合成反应过程中的动态控制,在提高产品生产质量基础上,做好相关能耗的分析。
        3.2热塑性弹性体动态全硫化技术
该技术目前应用在很多行业领域,属于应用较多的高分子材料的加工成型技术之一,其主要是在混炼环节中的橡胶进行动态全硫化,对整个硫化反应进行控制,应用全硫化技术控制好混合加工找到混合物的相态。对高分子材料的热塑性控制,可以应用该技术与混炼技术相结合来完成,目前该技术具有专业知识产权,促进TPV技术的实现。
        3.3熔融沉积成型技术
基于熔融沉积的3D打印技术最早是由ScottCrump在1989年发明并申请一FDM为核心的专利技术。目前此技术也是受到人们的广泛关注和喜爱,源于其技术成本低而且操作简单,并且FDM技术已应用于医学、航空航天、教学等众多领域。熔融沉积技术主要包括两个部分:螺杆挤出过程和熔融沉积成型过程。FDM打印技术,它将ABS塑料、聚乳酸等热塑性聚合物的丝状材料通过喷头加热,然后在喷孔处施以一定压力将熔融后的材料挤出,与此同时,喷孔通过电脑所设定的轨迹移动,在形成所设定的二维片层后工作台下移一定高度或者喷头上移一定高度再进行下一篇层的涂覆,最终形成所设计的3D打印产品。
        结语
总之,我国工业生产领域仍在不断创新中,高分子材料作为新型材料其加工成型技术创新需要加大研究力度,传统工业生产不仅消耗大量的能源,且对环境也会造成一定的污染,因此我国进行高分子材料加工成型技术研究前景广阔,只有创新高分子材料成型技术,才能解决当前工业生产中存在的问题,从而使高分子材料在各个领域中更好地应用,推动我国科技水平的提高[3]。
        参考文献:
[1]梁洁珍.高分子材料加工成型技术创新与发展[J].化工设计通讯,2017,43(5):65-74.
[2]侯庆新.高分子材料的加工成型技术研究[J].化工管理,2020(11):109-110.
[3]王亭亭.塑料加工成型机械创新技术研究[J].科技视界,2017(7):125.
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