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摘要:近年来随着我国科技经济的持续健康发展,大量高新技术及产品被设计制造出来,其中高分子合成材料的生产取得了跨越式的飞速发展。以工程塑料、合成橡胶、合成纤维这三大高分子化工基础材料为主的高分子合成工业得到充分发展,为我国工业生产尤其是以航空、航天、军事等尖端工业领域以及改善人民生活水平做出了突出贡献。然而随着科技的进步,国家及人民对高分子合成工业产品提出了更高的要求,如在产品强度、质量、耐酸碱、耐疲劳等方面提出更高的标准,这就使得高分子合成工业必须优化产业结构,促进高分子产业升级,向高性能、高质量、精细加工等方面进步。以提升我国高分子加工企业的国际竞争力,为提升人民生活质量多做贡献。
关键词:高分子材料;加工成型;技术研究
1导言
随着人们的生活品质的逐步提升,工业化的进程快速延伸,对工艺方面提出了相对严苛的要求。而高分子合成材料属于工业领域蓬勃创新的着力点之一,其在协助工业继续向前方面发挥着越来越重要的效果。尽管这一技术问世实时间尚短,但是以及得到了令人瞩目的成绩,显示出显著的应用价值。
2高分子材料基本概念及合成加工技术概述
高分子材料(macromolecularmaterial)主要是指以高分子化合物为基础的一种合成材料。高分子材料的基本成分主要以聚合物为主,或者是以高分子材料中含有的聚合物的性质为高分子材料主要性能指标的一类材料的总称。高分子材料的名称由来主要是由于其材料构成结构中相对分子质量非常大的化合物构成的一类材料,一般来说这类超大分子的分子量通常会大于10000。高分子材料主要包括像合成橡胶、合成塑料、合成纤维、合成涂料、合成胶粘剂以及高分子基的复合材料等,其中生命的存在形式就是高分子,所以任何生命体都可以看作为是一个高分子的高等级的集合体。最近50年来,高分子聚合物合成工业取得了很大进展。例如,利用挤出机的结构改进造粒机,大大提高了产量。合成橡胶的广泛应用,使橡胶工业用品、雨衣、胶鞋等生活用品得到了广泛的应用。特种合成橡胶在航空、航天、军事等特殊环境和高新技术领域有着巨大的应用潜力。就汽车工业而言,现代工业化社会对汽车节能、高速、美观、环保、乘坐舒适性和安全可靠性的重要性越来越重要。目前,高分子聚合物加工主要集中在高生产率、高性能、低成本、快速交货等方面。成型工艺主要是短周期、多品种、精深加工。
3高分子材料成型加工的工艺和技术
3.1挤出成型技术
挤出成型技术是一种通过作用于模具本身的成型方式,将物料从模具内挤出,并在受热塑化的同时利用螺杆操纵推出,在机头的作用下将物料制成不同截面的成品或者半成品,一般可分为加料、压缩、熔融以及定压成型等不同的阶段。此加工成型生产工艺具有可连续生产、效率高且操作简单的特点,在塑料加工中应用较为普遍,适用范围较广。
3.2吹塑成型技术
吹塑成型技术主要是用来制作各种中空制品,它可以借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯受热软化并使得吹胀面紧贴于模具内壁,冷却后就可以得到相应的成品模型,具有设备造价较低,适应性较强,可成型性能好的特点,是一种常见的也是发展较快的塑料成型方法。一般来讲,吹塑方法会受原料、加工要求以及制造成本的影响。
3.3注塑成型技术
注塑成型技术是一种注射兼模塑的成型方法。它可以在一定的温度条件下将螺杆搅拌均匀,并将熔融的塑料材料高压注入模具,冷却固化后就可以获得高分子材料的合成成品,具有生产速度快、效率高,可自动化操作与生产等特点。利用注塑成型技术,可以对成品花色品种、形状繁简及尺寸大小进行调节,保证制作成品尺寸精确。注塑成型技术更新换代速度快,经常用于大规模生产以及形状复杂产品的成型加工中。随着技术水平的发展,微孔泡沫塑料注射成型技术诞生,该种技术主要包括连续挤出成型、间歇成型、注射成型几种类型,与传统的注塑成型技术相比,微孔泡沫塑料注射成型技术不需要使用额外的化学发泡剂,也不需用使用以烃基为原料的发泡剂和物理催化剂,可以生产形状复杂、精度要求高的小部件。它推翻了长期一直认为发泡成型只能完成厚壁制品的生产的观点。与传统的发泡成型形成的最小孔径为250μm的不均匀的微孔相比。现在的工艺形成的微孔大小均匀。
3.4压延成型技术
压延成型技术是将熔融塑化的热塑性塑料在多个平行异向旋转辊筒间隙进行挤压、延展和拉伸,以达到产品所要求的尺寸规格和质量要求的成型工艺,常用于塑料薄膜或片材的生产与加工中。
3.5激光成型技术
激光快速成型技术结合了计算机辅助设计、计算机辅助制造、数控车床、激光、精密伺服驱动和新材料等技术优势,可应用于对互换性要求较高的原型复制生产中,并且实现了制造工艺与制造原型几何形状关系的脱离,加工周期短、制造费用大幅降低,在很大程度上节约了生产成本,是一种综合性能很强的制造技术。
3.6激光烧结技术
激光烧结技术是建立在CAD基础上产生的一种新型加工技术,可以节约模具使用成本,具有良好的发展潜力,利用该种技术,可以直接将聚酞胺粉末加工为发动机零件、内饰件等等,还可以生产出仪表盘、进气歧管、车灯外科、仪表板等,与传统注塑技术相比,能够有效降低制造成本,可以帮助汽车企业获取到更为全面的数据,及时排除故障。
4未来发展方向
4.1信息存储光盘盘基成型技术
以往信息的储存耗时较长,同时在相应的环节内将出现大量的能耗损失,同样将被所處的环境左右。然而,新兴的信息存储光盘盘基成型工艺面向上述问题有了全新的突破,其应用价值同样显著。今后的研究里能够着手开发PC树脂的贮存功能,同时以光盘成型工艺为前提提升环保的程度,落实节能任务,让高分子材料的发展更上一层楼。
4.2聚合物动态反应加工技术
这类技术属于刚刚问世的新兴生产工艺,其处于高分子加工行业的前言为止,具备相对开阔的前景,现下部分西方国家已经深谙此道,与之对照来讲,国内的聚合物动态反应工艺尚处于起步环节。把当下国内投入应用的反应生产装置添置于以往的机械设备当中,能够完成面向加工制品的生产,其中也暴露出部分问题有待进一步探索进步,像是在流程掌控方面表现出力度不足,无法明确分子分布的情况等。因而未来会针对聚合物的动态反应展开更细致的讨论,构建完整的理论体系,使得其在应用中获得丰富的实践支撑。
5结语
随着我国国民经济的迅速发展,工业生产水平也有了很大提升,高分子合成材料是工业生产中的重要组成部分,对于工业发展有十分重要的推动作用。随着高分子材料的应用领域越来越广泛,高分子加工成型技术的研究也越来越深入,作为一门新兴技术,其诞生时间不长,但是已经取得了较大的成就,具有较强的应用价值。高分子加工成型技术是一门综合技术,融合了物理、化学、生物等多个学科,加强对该技术的研究,是我国科学技术进一步发展的重要体现。
参考文献:
[1]何钦为.论述高分子材料成型的加工技术及应用[J].科学大众(科学教育),2016(11):189.
[2]王思远,孔思濛,王秋宇.高分子材料成型加工技术的进展[J].南方农机,2016,47(10):108.
[3]刘喜铭,王佳楠,王佳伟,李蔓,王玉环.高分子材料成型加工技术的进展研究[J].工程技术研究,2016(06):113.
[4]王悦.对高分子材料成型加工技术的研究[J].山东工业技术,2016(16):259.
关键词:高分子材料;加工成型;技术研究
1导言
随着人们的生活品质的逐步提升,工业化的进程快速延伸,对工艺方面提出了相对严苛的要求。而高分子合成材料属于工业领域蓬勃创新的着力点之一,其在协助工业继续向前方面发挥着越来越重要的效果。尽管这一技术问世实时间尚短,但是以及得到了令人瞩目的成绩,显示出显著的应用价值。
2高分子材料基本概念及合成加工技术概述
高分子材料(macromolecularmaterial)主要是指以高分子化合物为基础的一种合成材料。高分子材料的基本成分主要以聚合物为主,或者是以高分子材料中含有的聚合物的性质为高分子材料主要性能指标的一类材料的总称。高分子材料的名称由来主要是由于其材料构成结构中相对分子质量非常大的化合物构成的一类材料,一般来说这类超大分子的分子量通常会大于10000。高分子材料主要包括像合成橡胶、合成塑料、合成纤维、合成涂料、合成胶粘剂以及高分子基的复合材料等,其中生命的存在形式就是高分子,所以任何生命体都可以看作为是一个高分子的高等级的集合体。最近50年来,高分子聚合物合成工业取得了很大进展。例如,利用挤出机的结构改进造粒机,大大提高了产量。合成橡胶的广泛应用,使橡胶工业用品、雨衣、胶鞋等生活用品得到了广泛的应用。特种合成橡胶在航空、航天、军事等特殊环境和高新技术领域有着巨大的应用潜力。就汽车工业而言,现代工业化社会对汽车节能、高速、美观、环保、乘坐舒适性和安全可靠性的重要性越来越重要。目前,高分子聚合物加工主要集中在高生产率、高性能、低成本、快速交货等方面。成型工艺主要是短周期、多品种、精深加工。
3高分子材料成型加工的工艺和技术
3.1挤出成型技术
挤出成型技术是一种通过作用于模具本身的成型方式,将物料从模具内挤出,并在受热塑化的同时利用螺杆操纵推出,在机头的作用下将物料制成不同截面的成品或者半成品,一般可分为加料、压缩、熔融以及定压成型等不同的阶段。此加工成型生产工艺具有可连续生产、效率高且操作简单的特点,在塑料加工中应用较为普遍,适用范围较广。
3.2吹塑成型技术
吹塑成型技术主要是用来制作各种中空制品,它可以借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯受热软化并使得吹胀面紧贴于模具内壁,冷却后就可以得到相应的成品模型,具有设备造价较低,适应性较强,可成型性能好的特点,是一种常见的也是发展较快的塑料成型方法。一般来讲,吹塑方法会受原料、加工要求以及制造成本的影响。
3.3注塑成型技术
注塑成型技术是一种注射兼模塑的成型方法。它可以在一定的温度条件下将螺杆搅拌均匀,并将熔融的塑料材料高压注入模具,冷却固化后就可以获得高分子材料的合成成品,具有生产速度快、效率高,可自动化操作与生产等特点。利用注塑成型技术,可以对成品花色品种、形状繁简及尺寸大小进行调节,保证制作成品尺寸精确。注塑成型技术更新换代速度快,经常用于大规模生产以及形状复杂产品的成型加工中。随着技术水平的发展,微孔泡沫塑料注射成型技术诞生,该种技术主要包括连续挤出成型、间歇成型、注射成型几种类型,与传统的注塑成型技术相比,微孔泡沫塑料注射成型技术不需要使用额外的化学发泡剂,也不需用使用以烃基为原料的发泡剂和物理催化剂,可以生产形状复杂、精度要求高的小部件。它推翻了长期一直认为发泡成型只能完成厚壁制品的生产的观点。与传统的发泡成型形成的最小孔径为250μm的不均匀的微孔相比。现在的工艺形成的微孔大小均匀。
3.4压延成型技术
压延成型技术是将熔融塑化的热塑性塑料在多个平行异向旋转辊筒间隙进行挤压、延展和拉伸,以达到产品所要求的尺寸规格和质量要求的成型工艺,常用于塑料薄膜或片材的生产与加工中。
3.5激光成型技术
激光快速成型技术结合了计算机辅助设计、计算机辅助制造、数控车床、激光、精密伺服驱动和新材料等技术优势,可应用于对互换性要求较高的原型复制生产中,并且实现了制造工艺与制造原型几何形状关系的脱离,加工周期短、制造费用大幅降低,在很大程度上节约了生产成本,是一种综合性能很强的制造技术。
3.6激光烧结技术
激光烧结技术是建立在CAD基础上产生的一种新型加工技术,可以节约模具使用成本,具有良好的发展潜力,利用该种技术,可以直接将聚酞胺粉末加工为发动机零件、内饰件等等,还可以生产出仪表盘、进气歧管、车灯外科、仪表板等,与传统注塑技术相比,能够有效降低制造成本,可以帮助汽车企业获取到更为全面的数据,及时排除故障。
4未来发展方向
4.1信息存储光盘盘基成型技术
以往信息的储存耗时较长,同时在相应的环节内将出现大量的能耗损失,同样将被所處的环境左右。然而,新兴的信息存储光盘盘基成型工艺面向上述问题有了全新的突破,其应用价值同样显著。今后的研究里能够着手开发PC树脂的贮存功能,同时以光盘成型工艺为前提提升环保的程度,落实节能任务,让高分子材料的发展更上一层楼。
4.2聚合物动态反应加工技术
这类技术属于刚刚问世的新兴生产工艺,其处于高分子加工行业的前言为止,具备相对开阔的前景,现下部分西方国家已经深谙此道,与之对照来讲,国内的聚合物动态反应工艺尚处于起步环节。把当下国内投入应用的反应生产装置添置于以往的机械设备当中,能够完成面向加工制品的生产,其中也暴露出部分问题有待进一步探索进步,像是在流程掌控方面表现出力度不足,无法明确分子分布的情况等。因而未来会针对聚合物的动态反应展开更细致的讨论,构建完整的理论体系,使得其在应用中获得丰富的实践支撑。
5结语
随着我国国民经济的迅速发展,工业生产水平也有了很大提升,高分子合成材料是工业生产中的重要组成部分,对于工业发展有十分重要的推动作用。随着高分子材料的应用领域越来越广泛,高分子加工成型技术的研究也越来越深入,作为一门新兴技术,其诞生时间不长,但是已经取得了较大的成就,具有较强的应用价值。高分子加工成型技术是一门综合技术,融合了物理、化学、生物等多个学科,加强对该技术的研究,是我国科学技术进一步发展的重要体现。
参考文献:
[1]何钦为.论述高分子材料成型的加工技术及应用[J].科学大众(科学教育),2016(11):189.
[2]王思远,孔思濛,王秋宇.高分子材料成型加工技术的进展[J].南方农机,2016,47(10):108.
[3]刘喜铭,王佳楠,王佳伟,李蔓,王玉环.高分子材料成型加工技术的进展研究[J].工程技术研究,2016(06):113.
[4]王悦.对高分子材料成型加工技术的研究[J].山东工业技术,2016(16):259.