试分析高分子材料成型及其控制技术

试分析高分子材料成型及其控制技术

徐子健

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摘要：根据现阶段高分子材料的使用情况来看，高分子材料在高新技术领域的使用已经取得了较为显著的成果。据相关研究表明，高分子材料成型及控制过程还存在一定的控制难点。高分子材料作为一种具有良好实际应用效果的材料，近年来得到了广泛的应用。文章首先简述了高分子材料的特点，然后分析了高分子材料成型加工技术，最后论述了高分子材料成型的控制技术及关键控制点，供相关人员参考。

关键词：高分子材料；成型加工；控制技术

一、高分子材料特性

从结构上讲，聚合物是具有高相对分子质量和重复结构单元的有机化合物，由许多原子通过共价键结合和融合在一起。例如，纤维、塑料和橡胶材料；聚合物也是一种生命形式。所有生物都可以看作是大分子的集合体。基于特殊重复单元结构的高分子材料具有许多优质性能，如轻质、绝缘、强度高、耐磨、变形温度低等，但在这些优质性能中，一个更为突出的优势很可能使高分子材料的发展大有可为。这种突出的优势表现在加工性能奇特，不仅加工容易而且成本低，通过简单的加工就可以生产出较为复杂的产品，加工成本低于材料成本。

二、高分子材料成型加工技术

一般来说，高分子材料的合成和制备实际上是一个将各种化学单元操作组合成高分反应的过程，当材料产生反应后，更值得关注的是形态和结构的变化。以往的聚合工艺是对材料进行加热，在加热过程中，温度升高到400至800摄氏度左右，材料会发生碳化和降解，对高分子材料的形态和结构产生破坏作用。为了进一步提高高分子材料的反应效果，有效处理传热传质的问题，我们应以流变学为理论基础，进一步研究高分子材料的应变与应力、温度与湿度等条件和时间因素有关的变形与流动规律，进而对聚合过程中的各种不利条件进行转化，从而充分进行聚合反应。工艺效果

基于动态反应加工技术和装备，我国在新材料制备技术层面进行了进一步的研究和分析，逐步克服了加工设备复杂度较高、能耗较大、生产时间较长等问题，利用聚合物或无机复合材料的物理制备技术进行了现场表面改性和涂层处理。其中，热塑性弹性体动态全硫化制备技术将搅拌引入振动力磁场，将混合胶料进行动态全硫化转化，合理控制硫化反应全过程，有效防止普通混合物出现形态反转现象。

对高分子材料的加工，西方国家的研究取得了一定的成果，西方国家的设施和技术与我国相比较为先进。现阶段，国外研究的十螺杆挤出机和连续混炼反应，完全可以解决其他挤出机作为反应器带来的问题。与西方发达国家相比，我国高分子材料成型技术发展较晚，技术水平还有待提高，现阶段只是处于起步时期，因此我们可以知道，我国高分子材料相关科研人员应继续努力，积极创新，从而提高国内技术水平，使发达国家与我国高分子材料成型技术的差距缩小。传热和化学反应控制水平方面，过去的加工设备存在一些弊端，因此需要投入大量的资金。过去的技术和设备与高分子动态反应技术和设备有内在的区别，可以根据反应的基本原理和设备的结构来分析。在高分子动态反应中，目的是控制化学反应过程，反应产物的凝聚结构，因此必须充分利用电磁场，电磁场是高分子反应过程的引子。在进行高分子材料成型加工时，材料的熔融、塑化、转移，以及挤出、成型等过程都要消耗大量的能量。高分子材料成型设备与过去的设备相比，具有体积轻、适应性强、噪音低等优点，有利于生态环境建设。

吹塑成型是通过中空吹塑成型，主要依靠气体压力，使热熔胚在密闭状态下鼓胀，形成中空制品的工艺过程。吹塑成型是高分子材料成型的另一种主要方式，具有发展快、效率高等特点。吹塑成型的主要加工方式为挤出、注射和拉伸，是目前常用的三种吹塑成型方式。

一般来说，我国高分子材料加工行业常用的成型方法是注塑成型，其面对的生产对象大多是空间感强、立体感强的材料形状，随着企业的深入重视和应用，在塑料生产中具有很多优势。注塑成型法相对具有应用范围广、成型作业所需时间短、颜色多样、生产效率高等特点，是高分子材料成型中最实用的方法。

三、高分子材料成型中的控制技术

高分子材料高分子加工过程中，温度是一个非常大的影响因素，在高分子反应过程中，不一样的位置和时间，对温度有不同的要求，加之时间和位置的变化，温度变化规律不易掌握和控制，对产品性能和使用都会产生严重的影响。由于超细纤维可以直接影响基体聚合物的结构和晶体形态，在高分子材料聚合反应中将导电样品组装成超细纤维，可以有效形成导电的三维网络架构，在超细纤维体系中合理控制高分子材料产品的温度就达到了目的。

传统的高分子材料聚合反应加工工艺时间周期较长，聚合反应条件较为苛刻，有的甚至需要在高压、真空条件下才能完成特定的工艺过程。即使聚合反应完成后仍需进行分离、萃取、挥发等复杂的后续处理，最后还需采用挤出、吹塑、成型等工艺，但经过一系列复杂步骤后才能形成规模化产品。专家指出，传统工艺不仅工艺复杂，而且环境污染严重，资金成本相对较高。如今的新型创新技术--聚合物动态反应加工技术克服了这些问题，该技术完全不同于传统的加工工艺，从原理到设备的使用都进行了一系列的改革。动态反应加工技术是利用电磁场引起的机械振动场作为纽带，再将机械振动场转化为聚合非反应挤出过程。主要目的是合理控制化学反应的全过程。基础设备的使用技术和原理具有传统加工工艺无可比拟的优越性，基础设备从体积和质量上都发生了翻天覆地的变化，具有控制性能好、适应性强、重量轻等传统加工工艺设备所不具备的特质。

一般来说，高分子材料的分子结构、化学结构和缩聚结构对产品性能和加工性能等多方面都有影响。进行高分子材料成型过程中，提高对形态的合理控制，可以有效防止不良反应给高分子材料成型效果带来的不良影响，这也是控制技术的核心部分。众所周知，高分子材料的形态结构与加工工艺是紧密相连的，由于大多数高分子聚合物的外相体系是不相容的，因此，对形态的控制水平以及产品的稳定性提出了严格的要求，希望以此来提高高分子体系的相容性。

高分子材料成型和控制技术的不断提高，使加工工艺不断改进，提高了高分子材料的耐高温、耐老化和耐腐蚀等特性。由于高分子的作用和分子结构在群体中更多的是耐腐蚀功能和吸水功能。高分子材料的特殊性能、生物高性能化是未来高分子材料成型与控制技术研究发展的主要趋势。

结论

综上所述，高分子材料由于分子反应具有一定的复杂性，所以创新的渠道很多，未来社会的发展对于新技术和产品的要求也会越来越高。对于很多高分子材料专业的学生来说，进一步认识和了解高分子成型及控制技术是今后参与专业学习和创新技术的前提，也是实现自我价值的最佳途径。

参考文献：

[1]邓亚峰，郭晓丽.三维打印快速成型技术在高分子材料加工中的应用[J].中国塑料，2017，（05）：6-12.

[2]刘小东.高分子材料的加工成型技术研究[J].化学工程与装备，2017（01）：181-183.

[3]刘喜铭，王佳楠，王佳伟.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]张丹.高分子材料成型技术的分析与思考[J].电子制作，2016（02）：19-20.