高分子塑料成型加工工藝及應(yīng)用分析

郭凌霄 李景亮

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各行業(yè)對(duì)高分子材料的需求日益增多，高分子塑料成型加工工藝的技術(shù)方法也在不斷創(chuàng)新，在向高性能化方向快速發(fā)展。本文簡(jiǎn)述了高分子塑料材料的特性和分類(lèi)，著重分析了高分子塑料加工工藝成型技術(shù)方法，以及高分子塑料成型加工工藝未來(lái)發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：塑料；高分子；成型工藝；加工

目前，我們所使用的塑料或樹(shù)脂產(chǎn)品，它就是一種合成的高分子化合物，可以自由改變形體樣式，可通過(guò)成型加工工藝任意改變各種形狀，并且最后能保持形狀不變的材料或可塑材料產(chǎn)品。高分子塑料是利用單體原料以加聚或縮聚反應(yīng)聚合而成的，并由合成樹(shù)脂及填料、穩(wěn)定劑、增塑劑、色料、潤(rùn)滑劑等添加劑組合而成的。

一、高分子塑料的分類(lèi)

根據(jù)各種塑料的不同用途和使用特性，高分子塑料一般可以分為以下幾類(lèi)。

1）通用塑料。在我們的生活中所講的塑料一般是指用途廣、產(chǎn)量大、成型性好、價(jià)格相對(duì)便宜的塑料產(chǎn)品。它是以合成樹(shù)脂或化學(xué)改性的天然高分子為主要成分，加入增塑劑、填料、以及各種添加劑組合形成的。根據(jù)塑料的可塑性進(jìn)行分類(lèi)可分為熱固性塑料和熱塑性塑料。

2）高分子膠粘劑。它是以合成天然高分子化合物為根本制作的一種膠粘材料，它又分為天然膠粘劑和合成膠粘劑，而合成膠粘劑是應(yīng)用比較多的一種材料。

3）高分子涂料。其主要是以聚合物為主，并在生產(chǎn)中再添加溶劑和各種添加劑制作而成。高分子涂料一般分為三種：天然樹(shù)脂涂料、合成樹(shù)脂涂料、油脂涂料。

4）橡膠。它是一種在常溫下能顯示高彈性的一種高分子材料，它的分子鏈間次價(jià)力小，分子鏈柔性好，一般地在外力作用下可產(chǎn)生較大的形變，不穩(wěn)定，而在除去外力作用下，很快就能迅速恢復(fù)原狀。

5）纖維。它也是日常生活中應(yīng)用最多的一種塑料，一般分為天然纖維和化學(xué)纖維兩種。纖維具有次價(jià)力大、形變能力小、模量高等特點(diǎn)。

6）功能高分子材料。現(xiàn)在我們已經(jīng)采用的是高分子透明材料、高分子模擬酶、生物降解高分子材料等。功能高分子材料具有物質(zhì)、能量和信息的轉(zhuǎn)換、磁性、傳遞和儲(chǔ)存等特殊功能。

7）高分子基復(fù)合材料。它是一種由物化性質(zhì)截然不同的增強(qiáng)材料和有機(jī)高分子化合物通過(guò)一定的加工工藝技術(shù)復(fù)合形成的一種多相固體材料。該種材料綜合了原有材料的各種性能特點(diǎn)，具有比強(qiáng)度、比模量高、耐疲勞性能好、減震性能好等特性。

二、高分子塑料的應(yīng)用

高分子塑料除了它具有一般塑料可以自由改變形體樣式特點(diǎn)以外，它還具有一定的粘彈性，它在外力作用下會(huì)發(fā)生高彈性變形和粘性流動(dòng)，其變形與時(shí)間有關(guān)。還具有低強(qiáng)度和高比強(qiáng)度，還有一定的高耐磨性、高絕緣性、膨脹性、高化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性低、熱穩(wěn)定性差等諸多特點(diǎn)，因此，在各行業(yè)應(yīng)用廣泛。

1）高分子塑料的應(yīng)用已經(jīng)涉及到軍事及尖端技術(shù)上，無(wú)形中它促使了高分子合成和加工技術(shù)的發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)它已經(jīng)成為一種獨(dú)立的專(zhuān)門(mén)工程技術(shù)。

2）世界汽車(chē)發(fā)展的方向是節(jié)能與環(huán)保，輕量化、舒適化、節(jié)能化是汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的最新趨勢(shì)，這一趨勢(shì)將進(jìn)一步加速汽車(chē)塑料化發(fā)展的進(jìn)程。

3）導(dǎo)電高分子材料一般分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩大類(lèi)。其中結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料的主要用途是導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料、光功能元件、蓄電池電極材料，其研究開(kāi)發(fā)主要集中在具有與金屬相同的電導(dǎo)率；在空氣中的穩(wěn)定性；具有高功能；具有良好的加工成型性等四個(gè)方面。

復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料，是由導(dǎo)電物質(zhì)與高分子材料復(fù)合而成，是目前已被廣泛應(yīng)用的功能性高分子材料。對(duì)于復(fù)合型導(dǎo)電塑料的應(yīng)用與發(fā)展，當(dāng)前需要著重研究的是金屬纖維填充的電磁波屏蔽材料，需要解決減小比重、使導(dǎo)電性均一、降低成本、改善外觀等問(wèn)題。

導(dǎo)電聚合物的未來(lái)發(fā)展展望，最主要的是開(kāi)發(fā)以下幾種材料：高導(dǎo)電性高分子、有機(jī)太陽(yáng)能電池、有機(jī)超導(dǎo)材料。

4）隨著我國(guó)電子電器產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率的逐步提高和出口量逐年增加，工程塑料的消費(fèi)量呈急速上升趨勢(shì)。通訊辦公設(shè)備、中小型家用電器等行業(yè)領(lǐng)域?qū)λ芰闲枨罅康牟粩嘣黾樱矠楣こ趟芰咸峁┝藦V闊的應(yīng)用前景。

5）建材行業(yè)領(lǐng)域用塑料發(fā)展很快，以工程塑料為原料的各種塑料薄膜、片材、板材、管材、框架、異型材等制品將具有更大的市場(chǎng)需求。未來(lái)，工程塑料將在合金技術(shù)、納米技術(shù)和功能材料等方面有較大的發(fā)展，并將被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)和體育器材等高新技術(shù)領(lǐng)域。

6）從高分子材料科學(xué)研究主要集中于結(jié)構(gòu)和組成與材料的性質(zhì)、探索加工工藝，對(duì)各種環(huán)境因素對(duì)材料性能的影響，其主要目的是為了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新材料、新工藝等。

三、高分子塑料成型加工工藝

現(xiàn)階段高分子塑料成型加工一般包括原料的配制和準(zhǔn)備、成型及制品后加工等諸多過(guò)程。從它的加工工藝定義出發(fā)，一般地是通過(guò)溫度的作用，讓高分子塑料受熱熔化，經(jīng)過(guò)高分子塑料成型設(shè)備加工成具有一定結(jié)構(gòu)形狀的產(chǎn)品過(guò)程。筆者統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)階段有擠出成型工藝、擠出注射技術(shù)、壓延成型、氣體輔助注射技術(shù)等。

1）擠出成型工藝。這個(gè)工藝原理采用的是利用螺桿旋轉(zhuǎn)加壓，將塑料生產(chǎn)物料用擠出機(jī)擠入機(jī)頭，形成具備口模形態(tài)的型坯，完成冷卻定型，塑化等基本工藝流程。這個(gè)技術(shù)對(duì)成型工藝發(fā)展的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但需要加以注意的是，在實(shí)際的加工過(guò)程中，我們?yōu)榱舜_保工藝流程質(zhì)量，在生產(chǎn)物料制備、模具設(shè)計(jì)方面我們的工作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格監(jiān)督控制，確保質(zhì)量有所提升。

2）擠出注射工藝。擠出注射工藝它的突出優(yōu)點(diǎn)是可以更加靈活地調(diào)節(jié)復(fù)合物的配方，省去了造粒、包裝等工序，可以降低設(shè)備費(fèi)用和減少了生產(chǎn)時(shí)間。

3）吹塑成型工藝。例如，多層吹塑成型工藝可以用于要求反滲透性能良好的制備品加工中。在生產(chǎn)中它能夠?qū)崿F(xiàn)原料的不斷更換。對(duì)于那些大型燃油箱容器的生產(chǎn)時(shí)的冷卻工藝處理來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)候就急需要減少模腔內(nèi)壓力。我們可以采取將熔料儲(chǔ)存在擠出螺桿前端的熔槽中，在高速下擠出型坯，以最大限度減少型坯壁厚的變化，確保消除垂縮和擠出膨脹現(xiàn)象。

4）注射成型工藝。該工藝是塑料加工生產(chǎn)中最為實(shí)用且最為普遍的一種工藝。在生產(chǎn)中可以配合設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)用情況下，實(shí)現(xiàn)高分子塑料生產(chǎn)工藝的價(jià)值。經(jīng)過(guò)筆者的實(shí)踐分析來(lái)看，這種工藝具有應(yīng)用范疇廣、生產(chǎn)效率較高以及工藝操作簡(jiǎn)單等很多的特性。在目前的生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛，生產(chǎn)效率也很高。

結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和實(shí)際的需求情況來(lái)看，我國(guó)各行業(yè)將會(huì)對(duì)塑料制品的依賴(lài)性會(huì)愈來(lái)愈強(qiáng)，多功能、高性能的塑料產(chǎn)品已經(jīng)成為高分子相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域重要的材料支撐。為適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展，我們應(yīng)當(dāng)確立高分子塑料的多功能化、高性能化、品牌化，以及高檔次化的發(fā)展模式，向優(yōu)質(zhì)化方向發(fā)展，不斷提高塑料改性技術(shù)的研究水平，進(jìn)一步擴(kuò)大各種性能塑料制品的應(yīng)用范圍，促進(jìn)高分子塑料行業(yè)領(lǐng)域的更大發(fā)展，提高高分子塑料制品的物理機(jī)械和綜合應(yīng)用性能，降低高性能塑料制品的制造成本。

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