高分子材料成型

时间：2021-02-02 11:05:12 化学毕业论文我要投稿

相关推荐

高分子材料成型

　　高分子材料成型【1】

　　摘要：我国的高分子材料成型技术在工业上取得了飞速的发展，本文主要阐述了高分子材料成型的原理以及高分子材料成型的加工技术。

　　关键词：高分子材料;成型;技术

　　一、前言

　　高分子材料是指以高分子化合物为基体组分的材料。

　　高分子材料按来源可分为天然高分子材料、合成高分子材料;按化学组成分类可分为有机高分子材料、无机高分子材料;按性能可分为通用高分子材料、新型高分子材料。

　　高分子材料比传统材料发展迅速的主要原因是原料丰富、制造方便、加工容易、品种繁多、形态多样、性能优异以及在生产和应用领域中所需的投资低，经济效益比较显著。

　　高分子反应加工分为反应挤出和反应注射成型两个部分，目前我国普遍采用的设备包括螺杆挤出机和螺杆注射机。

　　现阶段，我国的高分子材料成型也取得了较好的成绩。

　　二、高分子材料成型的原理

　　高分子材料的合成和制备一般都是由几个化工单元操作组成的，高分子反应加工把多个单元操作熔为一体，有关能量的传递和平衡，物料的输运和平衡问题，与一般单个化工单元操作完全不同。

　　传统聚合过程解决传热和传质问题主要是利用溶剂和缓慢反应来进行的，但是在聚合反应加工过程中，物料的温度在数分钟内就能达到400℃~800℃，此时对于反应过程中产生的热，如果不能进行脱除的话，那么降解和炭化将会发生在物料中。

　　传统的加工过程是通过设备给聚合物加热，而需要快速将聚合生成的热量通过设备移去是聚合反应加工所进行的，由此可见，必须从化学和热物理两个方面开展相应的基础研究。

　　高分子材料的物理机械性能、热性能、加工性能等均取决于其化学结构、分子结构和凝聚态的形态结构，而加工工艺与高分子材料的形态结构关系是非常密切的。

　　流变学，指从应力、应变、温度和时间等方面来研究物质变形和(或)流动的物理力学。

　　它是力学的一个新分支，它主要研究物理材料在应力、应变、温度湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动的规律。

　　高分子材料成型加工成制备的理论基础是高分子材料流变学。

　　高分子材料的自身的规律和特点是伴随化学反应的高分子材料的流变性质而产生的。

　　三、高分子材料成型的加工技术

　　(一)聚合物动态反应加工技术及设备

　　目前国外已经研发出可以解决其他挤出机作为反应器所存在的问题，即连续反应和混炼的十螺杆挤出机。

　　在我国高分子材料成型加工工业的发展中占有极其重要的地位，但是我国的高分子材料成型的加工技术的开发目前还处于初步阶段。

　　缩聚反应器的反应挤出设备就是指交换法聚碳酸酯连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术，除此之外，我国每年还有数以千万吨的改性聚合物生产，反应挤出技术及设备也是其关键技术。

　　采用传统的加工设备存在一些问题，例如传热、化学反应过程难以控制等，另外投资费用大、噪音大等问题。

　　无论是在反应加工原理还是设备的结构上，聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术都完全不同，将聚合物反应挤出全过程引入到电磁场引起的机械振动场，从而达到控制化学反应过程、反应制品的物理化学性能以及反应生产物的凝聚态结构的目的，这就是聚合物动态反应加工技术及设备。

　　高分子材料成型加工是高能耗过程作业，无论是挤出、注射还是中空吹塑成型塑料原理都必须经过熔融塑化及输送这一基本和共性的过程，目前普遍采用的设备包括螺杆挤出机和螺杆注射机等。

　　该技术使得控制聚合物单体及停留时间分布不可控的问题得到了解决，而且也使得振动立场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量以及能量传递和平衡问题得到了解决，同时也使得设备结构集成化问题得到了解决。

　　新设备的优点很多，例如：体积重量小、适应性好、噪音低、可靠性高等等，而这些技术是传统技术和设备是比不了的。

　　(二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术

　　此技术的研究实现，加强了我国在该领域内的发言权。

　　以动态反应技术为基础方向，进行深入的研究，从而产生了新的材料制备技术。

　　我们以存储光盘盘基为基础原型，以反应成型技术直接作用于其上。

　　通过对这些技术的研究改进，改变了传统技术中多环节、消耗大、复杂度高、周期长、而且环境污染比较严重等诸多不利因素。

　　通过学习研究，可以把制作光盘的PC树脂原料工业、中途存放、盘基成型工业串联于一体，提高了工业生产效率、减少了资源浪费、能够完全有效的进行控制，而且产品的质量有大幅度的提高。

　　聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。

　　研究表明，对无粒子进行适当的`处理，可以得到一些好的效果，比如说利用聚合物进行原位表面改性处理、原位包覆、强制分散等处理后，就可以使我们复合材料成型。

　　热塑性弹性体动态全硫化制备技术。

　　此技术将混炼引入到振动力场挤出全过程，为实现混炼过程中橡胶相动态全硫化，对硫化反直进程进行控制，从而使得共混加工过程共混物相态反转问题得到了解决。

　　实现自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备研制开发出来，促进我国TPV技术水平的提高。

　　四、结语

　　我国必须根据自身的实际情况来发展高分子材料成型加工技术及设备，把握技术前沿，不断地培育自主知识产权，从而使得我国高分子材料成型技术及其产业发展不断加快。

　　参考文献：

　　[1] 黄汉雄. 高分子材料成型加工装备及技术的进展、趋势与对策(下)[J]. 橡塑技术与装备, 2006, (06) :13-18

　　[2] 黄汉雄. 高分子材料成型加工装备及技术的进展、趋势与对策(上)[J]. 橡塑技术与装备, 2006, (05) :17-27

　　[3] 王玉东, 付鹏, 李晓光, 赵清香, 刘民英. 尼龙612等温结晶的球晶形态与生成条件[J]. 高分子材料科学与工程, 2009, (09):76-79

　　[4] 吴刚. 高分子材料成型加工技术的进展[J]. 广东化工, 2008, (09) :8-12

　　对高分子材料成型技术的思考【2】

　　摘要：本文主要介绍了高分子成型技术的基本原理、主要技术方法、及高分子材料成型行业的技术发展新动态。

　　关键词：高分子材料成型技术

　　0、引言

　　近年来，随着我国经济的快速发展，国家的科技实力有了很大的提高。

　　随着我国国防、载人航天等高科技领域对高性能聚合物材料的需求，我国在高分子材料成型加工技术更是取得了巨大的成就。

　　高分子材料即相对分子质量较高的化合物构成的材料，一般单元结构较复杂。

　　它的主要作用是制成各种各样的产品，因此能够将其制成不同形状的成型加工技术就极其重要。

　　1、高分子材料成型原理

　　对于高分子材料，其主要性能不仅仅取决于分子的化学结构，还取决于于材料的形态。

　　而材料的形态主要是在其加工过程中形成的。

　　传统的高分子材料的加工过程和高分子材料的制备过程是分开的，其制备过程主要是聚合物的形成过程，而高分子材料的成型过程是将生成的聚合物采用一定的成型工艺，如挤塑、注塑、吹塑等工艺。

　　鉴于传统工具有高耗能、时间长等缺点，如今主要采用新的高分子材料反应加工工艺。

　　这种工艺将高分子材料聚合物的合成和聚合物的加工成型合为一体，采用的设备具有高分子合成及成型设备的双重功能。

　　这种工艺具有生产周期短、过程相对简单、节约能源等优点。

　　2、高分子成型主要技术方法

　　2.1挤出成型技术

　　挤出成型原理是利用螺旋杆加压，将塑化好的聚合物连续的从挤出机的机筒挤入机头，融化的聚合物通过机头口模成型，牵引拉出后进行冷却剂定型，最终形成制品。

　　几乎成型真的过程主要有加料、塑化、成型、定型等，一个合格的高分子材料制品需要各个环节均运作良好方可。

　　具体而言，挤出成型工艺，又可细分为以下几个方面：

　　1)共挤出技术。

　　这种技术需要两台或两台以上的挤出机共同工作，每台挤出机出一种聚合物，最终同时挤出多种聚合物并在一个机头中成型的技术。

　　2)挤出注射组合技术。

　　这种技术就是将挤出的聚合物与其他注射进的非熔融状成分混合后成型的过程。

　　这种技术最大的优点就是调节复合物的配方方便。

　　3)挤胀成型技术。

　　这是一种塑性成型方法，适合于做一些精细或中空的制品，通常采用旋转模塑、注塑或吹塑方法成型。

　　4)反应挤出工艺。

　　反应挤出工艺是连续地将单体聚合并对现有聚合物进行改性的一种方法，因可以使聚合物性能多样化、功能化且生产连续、工艺操作简单和经济适用而普遍受到重视。

　　5) 固态挤出工艺。

　　这种工艺主要是指聚合物在固态的时候即低于熔点的条件下被挤出口模。

　　由于聚合物在挤出口模时发生很大的变形，使得分子的取向程度远远大于熔融加工，因此制品具有更好的力学性能。

　　2.2 注射成型技术

　　简单来说，注射成型技术就是将熔融状态的聚合物注射到固定形状的模具中，待冷却成型后形成高分子材料制品的一种工艺。

　　由于绝大多数塑料都可以采用注塑成型，因此拓宽了这种工艺的应用范围。

　　另外这种工艺具有生产时间短、产品尺寸稳定、生产操作简单等许多优点，因此在行业中具有重要地位。

　　具体有以下几种技术：

　　1)电磁式聚合物动态塑化注射成型。

　　这种技术的关键在于在注射装置中布置电磁式直线脉冲，在聚合物塑化、初涉、成型的全过程中，均保证在电磁场产生的机械震动下进行，使得整个成型过程处于周期性的振动状态。

　　2)微孔泡沫塑料注射成型。

　　与传统的塑料发泡技术相比，这种成型技术不需要添加其他化学成分，也分为简写成型、连续挤出成型机注射成型等技术。

　　主要包括热诱导相分离法、单体聚合反应法及超饱和气体法。

　　3)注射结构发泡成型技术。

　　此项技术相对于传统的成型工艺取得了一定的进步，保留了其优点，摆脱了其缺点如产品强度不够生产时间长等，且进一步拥有产品重量轻差异小等优点。

　　4)复合熔芯注射成型技术。

　　这种技术分为三个主要阶段：第一阶段是制备复合熔心即将模具型芯金属放入预制的铸造母槽中定位，并教主低熔点合金成型后进行外形修整。

　　第二各阶段是熔芯的注射成型即将已经制备好的复合熔心再次仿佛模具中并进行注射成型。

　　第三是熔芯分离即低熔点合金、嵌件及塑件加热后分离的过程。

　　2.3吹塑成型技术

　　吹塑成型指的是通过气体压力使闭合在模具中的热容型坯吹胀形成中空制品的方法。

　　这种方法由于模具只需要凹槽，因此设备造价低适应性强，并且和成型复杂形状的制品。

　　是第三种最常用的高分子材料成型方法。

　　具体包括以下几种技术：

　　1)中空制品的吹塑。

　　对于中空制品，其吹塑方法主要有三种：挤出吹塑：挤出吹塑：主要用于未被支撑的型坯加工;注射吹塑：主要用于由金属型芯支撑的型坯加工;拉伸吹塑：包括挤出一拉伸一吹塑、注射一拉伸一吹塑两种方法，可加工双轴取向的制品，极大地降低生产成本和改进制品性能。

　　2)高温吹塑成型技术。

　　此技术的关键在于打破了传统的吹塑成型需在低温挤出这一模式，一般加工温度在250—350左右，采用高温进气吹塑成型，加工材料多为高耐热的热塑性材料，并且对吹塑成型机和模具的冷却装置的要求较高，需要其能够适应高温和低温冷却的频繁交替。

　　3)多层吹塑成型技术。

　　多层吹塑成型技术的关键在于增设了一个阀门，在高分子材料挤出成型的过程中可方便的更换原料，因此生产出的制品为软质和硬质交替。

　　此技术在加工防渗性容器的时候使用较多。

　　4)吹塑发泡技术。

　　这种工艺的基本过程与中空吹塑相似，主要包括：用挤出法或注射法生产预成型坯件;将坯件放入中空成型模具，进一步加热使坯件变软并完成发泡;通过压缩空气吹胀成型;冷却定型，开模取出制件。

　　3、高分子材料成型发展新动态

　　3.1 聚合物动态反应加工技术及设备

　　这种设备的关键在于将电磁场引起的机械振动场引入到聚合物反映挤出全过程，达到控制化学反应的过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。

　　3.2 热塑性弹性体动态全硫化制备技术。

　　这项技术主要是为了解决材料共混加工过程中共混物相态反转的问题，需要将振动力场引入混炼挤出全过程，通过控制硫化反直进程，实以达到混炼过程中橡胶相动态全硫化。

　　参考文献:

　　[1]甄延波.高分子材料成型加工技术的进展[J].化工中间体，2012年02期，23—25

　　[2]吴刚.高分子材料成型加工技术的进展[J]. 广东化工，2008年第九期，3—7

　　[3]金龙浩.高分子材料成型及其控制[J].科技资讯，2007年第33期，2—3

【高分子材料成型】相关文章：

高分子材料与工程人员求职简历范文02-04

高分子材料与工程专业个人简历01-21