淺談高分子材料成型及其控制技術(shù)

劉成（湖北工程學院，湖北 孝感 432000）

淺談高分子材料成型及其控制技術(shù)

劉成（湖北工程學院，湖北 孝感 432000）

科學技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下所研究的高分子材料在產(chǎn)品生產(chǎn)中具有非常重要的作用。從目前高分子材料應(yīng)用情況來看，其在國防、航天等高科技領(lǐng)域之中應(yīng)用取得的成果比較顯著。但是，相關(guān)工作人員也明確指出高分子材料成型及其控制是比較困難的。對此，本文將著重分析高分子材料成型及其控制技術(shù)，希望對于更加有效的應(yīng)用高分子材料有所幫助。

高分子材料；成型；控制技術(shù)

鑒于科研工作者的不懈努力，高分子材料成型及其控制技術(shù)得到了飛速發(fā)展，在現(xiàn)代化的工業(yè)建設(shè)之中已經(jīng)能夠有效的利用高分子材料來進行產(chǎn)品生產(chǎn)，滿足人們生產(chǎn)生活的應(yīng)用需求。那么，高分子材料成型及其控制技術(shù)是如何應(yīng)用的呢？筆者將參考相關(guān)文獻及工作經(jīng)驗總結(jié)，在下文著重分析此問題。

1 高分子材料成型技術(shù)分析

1.1 高分子材料成型原理

高分子材料的合成和制備，一般都是由幾個化工單元操作組成的，即通過高分子反應(yīng)將多個單元操作熔為一體。當然，相對于傳統(tǒng)聚合過程來說，高分子反應(yīng)加工更加注重形態(tài)結(jié)構(gòu)的研究。就以解決傳熱和傳質(zhì)問題來說，傳統(tǒng)聚合過程中主要是利用溶劑和緩慢反應(yīng)來進行以上問題處理，但在具體反應(yīng)中物料的溫度較高，在400℃～800℃，容易影響到反應(yīng)，那么物料中就可能發(fā)生降解和碳化情況。為了解決這一問題，在聚合反應(yīng)中工作人員利用設(shè)備來給物料加熱，在熱量聚集的情況下及時將設(shè)備移走，降低溫度，提高聚合反應(yīng)效果。這種做法是比較繁瑣的，且在操作的過程中容易出現(xiàn)差錯。而利用高分子反應(yīng)加工來解決傳熱和傳質(zhì)問題，則是以流變學為理論基礎(chǔ)，研究物理材料的應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、濕度、輻射等條件下與時間因素有關(guān)的變形、流動的規(guī)律，進而改變高分子反應(yīng)的某些條件，規(guī)避以上問題[1]。

1.2 高分子材料成型的加工技術(shù)

1.2.1 聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備

高分子材料成型加工是高能耗過程作業(yè)，無論是擠出、注射還是中空吹塑成型，原理都必須經(jīng)過熔融塑化及輸送這一基本和共性的過程。基于此，在進行高分子材料成型加工的過程中，應(yīng)當盡量不采用傳統(tǒng)加工設(shè)備，不僅難以有效的控制傳熱反應(yīng)和化學反應(yīng)，還會增加投資費用、產(chǎn)生較大噪音等。而采用聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)，將聚合物反應(yīng)擠出全過程引入到電磁場引起的機械振動場中，那么聚合物反應(yīng)將會被控制，包括化學反應(yīng)被控制、制品物理性能和化學性能被控制、反應(yīng)產(chǎn)生物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)被控制等。除此之外，應(yīng)用適合的、有效的設(shè)備，螺桿擠出機和螺桿注射機等，可以對聚合物單體的停留時間分布情況予以控制；可以在振動立場作用下加強聚合物反應(yīng)加工控制，保證反應(yīng)產(chǎn)生物質(zhì)量、動量及能量傳遞等方面達到需求標準[2]。所以，在高分子材料成型中科學合理的利用聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及相關(guān)設(shè)備是非常必要的。

1.2.2 以動態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)

我國在動態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)研究投入較大，即以動態(tài)反應(yīng)技術(shù)為基礎(chǔ)方向，進行深入的研究，最終提出了新材料制備技術(shù)，大大彌補了傳統(tǒng)技術(shù)諸多不足，如能耗大、復(fù)雜度高、周期長等。

從目前以動態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)應(yīng)用情況來看，聚合物/無機物符合材料物理強化制備新技術(shù)的應(yīng)用效果較佳，能夠利用聚合物進行原位表面改性處理、原位包覆處理等，從而使復(fù)合材料成型；熱塑性彈性體動態(tài)全硫化制備技術(shù)應(yīng)用效果也比較好，能夠?qū)⒒鞜捯氲秸駝恿鲋校够鞜挼南鹉z轉(zhuǎn)變成動態(tài)全硫化，對硫化反直進程進行有效控制，避免了共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問題的發(fā)生。

2 高分子材料成型中的控制

當然，無論利用何種技術(shù)來進行高分子材料成型加工，都需要加強對高分子材料成型過程的控制，避免不良問題的發(fā)生，影響高分子材料成型效果。從目前高分子材料加工情況來看，共混物形態(tài)容易發(fā)生變化，所以加強形態(tài)控制和制品溫度控制是非常必要的。

2.1 形態(tài)控制

基于高分子材料加工理論成果，可以確定開發(fā)高分子材料是非常有意義的，能夠為工業(yè)及其他領(lǐng)域創(chuàng)造較高的經(jīng)濟效益。但是，要在高分子材料加工中有效進行形態(tài)控制。因為多數(shù)聚合物多相體系不相溶，在諸多聚合物混合加工的過程中形體控制和穩(wěn)定性控制是非常困難的。對于此種情況，通常加入第三組分改善體系的相容性。

2.2 制品溫度控制

多種聚合物反應(yīng)加工的過程中，因為不清楚聚合物及其共混物在非等溫場作用下制品溫度隨時間變化關(guān)系，所以只能盲目的進行制品溫度控制，這容易影響制品的性能，進而導(dǎo)致其使用性大打折扣。相關(guān)研究人員研究發(fā)現(xiàn)，微纖對基體聚合物結(jié)晶形態(tài)、結(jié)構(gòu)有一定影響，那么在多種聚合物反應(yīng)加工的過程中應(yīng)當將導(dǎo)電離子組裝到微纖中，那么微纖在體系中形成導(dǎo)電三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如此可以對制品的溫度予以有效控制[3]。

3 結(jié)語

基于以上內(nèi)容的分析，確定高分子材料成型及其控制技術(shù)的有效應(yīng)用是非常有意義的。但目前我國高分子材料成型及其控制技術(shù)研究正處于初級階段，需要相關(guān)研究人員持續(xù)致力于此方面的研究，以便提高高分子材料的應(yīng)用價值，為創(chuàng)造較高的生產(chǎn)力奠定基礎(chǔ)。

[1]雷玉臣,唐剛.淺談高分子材料成型及其控制技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(11)∶124-124.

[2]劉軍,孫奉.探析高分子材料成型及其控制技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2014(17)∶578-578.

[3]王國懷.淺談高分子材料成型及其控制技術(shù)[J].商品與質(zhì)量,2016(6)∶87-87.