淺析高分子合成技術與趨勢展望

潘躍武

摘要： 高分子合成材料具有很多優點，比如質量小、絕緣性能好、耐腐蝕性好、價格便宜等諸多優點，在工業生產及日常生活中得多了廣泛應用。新世紀以來，高分子合成工業取得了舉世矚目的發展成就，其中又以塑料、合成橡膠和合成纖維為主的高分子合成工業基礎材料的發展速度遠遠大于傳統工業三大基本原料中的鋼鐵、水泥、木材的生產速度。雖然這些高分子合成工業的基礎材料也存在著各種先天不足，比如：對氧氣、溫度、酸堿、光敏感等各種環境，然而隨著科技的進步，高新技術的快速發展，高分子合成材料必然會迎來大發展，會日趨完善，高分子材料的加工成型技術也將由于高分子材料的發展迎來更大的進步。因此本文重點介紹了高分子材料基礎概念及加工成型技術，并分析了高分子合成產品在生活中的應用，最后展望了高分子合成技術的發展前景及創新趨勢。

Abstract： Macromolecular synthesis materials have many advantages， such as small quality， good insulation， good corrosion resistance and low price. They are widely used in industrial production and daily life. Since the new century， macromolecular synthesis industry has made remarkable achievements in development， the development speed of macromolecular synthetic industrial basic materials based on plastics， synthetic rubber and synthetic fibers is far greater than that of steel， cement， and wood in the three major basic raw materials of traditional industries. Although these materials based macromolecular synthesis industry also has a congenitally deficient， for example： the oxygen， temperature， pH， light sensitive， various environment， however， with the progress of science and technology， the rapid development of high technology， macromolecular synthesis materials will usher in the great development， will become more and more perfect， molding technology of polymer materials will also be due to the development of macromolecular synthesis materials usher in greater progress. Therefore， this paper focuses on the basic concept and processing technology of macromolecular synthesis materials， and analyzes the applications ofmacromolecular synthesis products in life. Finally， it looks forward to the future and trend of macromolecular synthesis technology.

關鍵詞： 高分子合成；成型加工；創新；發展走向

Key words： macromolecular synthesis；molding processing；innovation；development trend

中圖分類號：TB324 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）14-0226-02

0 引言

近年來隨著我國科技經濟的持續健康發展，大量高新技術及產品被設計制造出來，其中高分子合成材料的生產取得了跨越式的飛速發展。以工程塑料、合成橡膠、合成纖維這三大高分子化工基礎材料為主的高分子合成工業得到充分發展，為我國工業生產尤其是以航空、航天、軍事等尖端工業領域以及改善人民生活水平做出了突出貢獻。然而隨著科技的進步，國家及人民對高分子合成工業產品提出了更高的要求，如在產品強度、質量、耐酸堿、耐疲勞等方面提出更高的標準，這就使得高分子合成工業必須優化產業結構，促進高分子產業升級，向高性能、高質量、精細加工等方面進步。以提升我國高分子加工企業的國際競爭力，為提升人民生活質量多做貢獻。

1 高分子材料基本概念及合成加工技術概述

高分子材料（macromolecular material）主要是指以高分子化合物為基礎的一種合成材料。高分子材料的基本成分主要以聚合物為主，或者是以高分子材料中含有的聚合物的性質為高分子材料主要性能指標的一類材料的總稱。高分子材料的名稱由來主要是由于其材料構成結構中相對分子質量非常大的化合物構成的一類材料，一般來說這類超大分子的分子量通常會大于10000。高分子材料主要包括像合成橡膠、合成塑料、合成纖維、合成涂料、合成膠粘劑以及高分子基的復合材料等，其中生命的存在形式就是高分子，所以任何生命體都可以看作為是一個高分子的高等級的集合體。

最近50年來，高分子聚合物合成工業取得了很大進展。例如，利用擠出機的結構改進造粒機，大大提高了產量。合成橡膠的廣泛應用，使橡膠工業用品、雨衣、膠鞋等生活用品得到了廣泛的應用。特種合成橡膠在航空、航天、軍事等特殊環境和高新技術領域有著巨大的應用潛力。就汽車工業而言，現代工業化社會對汽車節能、高速、美觀、環保、乘坐舒適性和安全可靠性的重要性越來越重要。目前，高分子聚合物加工主要集中在高生產率、高性能、低成本、快速交貨等方面。成型工藝主要是短周期、多品種、精深加工。

2 高分子材料合成加工技術

2.1 擠出成型技術

擠出成型主要是利用螺桿旋轉加壓方式連續地將塑化好的成型物料從擠出機的機簡中擠入機頭，在形狀相同的型坯之中把熔融物料，用牽引裝置將成型制品連續地從模具中拉出，同時進行冷卻定型，制得各種不同的成品。擠出工藝條件又隨擠出機的結構、塑料品種、制品類型、產品的質量要求等的不同而改變。擠出成型主要包括加料、塑化、成型、定型等過程。

2.2 注射成型技術

在塑料制件生產行業當中，注射成型占有非常重要的地位。注射成型技術是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一，可以用注射模型制造出形狀非常復雜的塑料制件。注射成型技術它具有成型周期短、制件尺寸穩定、花色品種多、應用面廣、產品效率高、模具服役條件好、塑料尺寸精密度好、高自動化等許多方面的優點。

2.3 壓制成型技術

壓制成型技術是塑料加工成型技術中歷史最悠久的，它主要依靠外部壓力實現物料造型的加工技術。這種技術的特點是在壓制成型過程中需要很大的壓力，防止成品出現氣泡。

2.4 壓延成型技術

壓延成型技術是將熔融塑化的熱塑性塑料，通過兩個以上的平行異向德棍隙，經過棍筒擠壓和剪切、拉伸使塑料成為一定尺寸，符合要求的成品的高分子材料合成加工技術。這種方式能夠實現連續化和自動化，但是設備龐大，投資較高，維護復雜，因此這種方式受到一定局限。

3 高分子材料在工業生產中的應用

3.1 高分子材料在機械工業中的應用

在機械工業中傳統的鋼鐵等材料得到了非常好的“替代”，高分子材料能夠實現傳統材料的性能卻有傳統材料不能比擬的優勢，例如，在建筑物建造之前，經常用大口徑的重型鋼管來制造下水道。現在，這些大口徑重型鋼管已經被高分子聚合物材料所代替，這就是我們所說的“塑料代替鋼”和“塑料代替鐵”。高分子聚合物材料徹底改變了以往機械產品的笨重、高消耗等模式，然而安全性、經濟性卻更容易實現。如聚氨酯彈性體。在工業上，聚氨酯彈性體的使用有助于提高產品的耐磨性，加入后其磨耗遠低于其他材料，主要應用于磨粒磨損的機械。聚甲醛是一種高分子材料。常用于制造各種齒輪、軸承、螺母等，可替代昂貴的有色金屬如鋅、銅、鋁，降低投資成本。

3.2 高分子材料在現代農業中的應用

在我國，大部分地區的農業生產中最常用的地膜就是采用高分子聚合物材料制作的聚合物塑料。在我國廣大的農村地區地膜和溫室的使用已經相當普遍，早已成為提高農村經濟發展的一個重要方面，這就大幅提高了高分子材料的使用量。通過膜覆蓋能夠提供給植物很多有益的幫助，比如增加農業設施的保暖性能，提高保濕效果，防止病蟲害，促進植物生長等多種功能，為農業增產提供優良的條件，為農民增收提供基礎。同時，高分子材料還具有輕質，耐腐蝕，使用方便等特點，為農民提高生活質量創造了條件。

3.3 高分子材料在電氣工業中的應用

在電氣和電子行業中，高分子材料主要被應用于對絕緣性、屏蔽性、導電性、導磁性要求很高的應用領域；在信息通信行業里，隨著科學技術的發展，高分子材料不僅被廣泛應用于各類終端設備，而且還被應用在光纖、CD等產品中替代傳統的玻璃等原材料。作為電子產品生產大國，我國對高分子材料的需求日益增長。它具有質輕、易成形、絕緣、耐腐蝕等優點，已成為生產各種家用電器的最佳材料。

3.4 高分子材料在醫學中的應用

在醫學領域，高分子材料因其生物活性高及其材料性能廣等優點成為最早、最廣的應用領域之一，而且用量還是最大的。高分子材料在目前來看，是現代醫療材料中的主要構成部分。比如在人造器官上，如心臟瓣膜、人工腎、人造皮膚等都屬于高分子材料制成。再有就是在醫療器械運用上，醫生為患者做手術縫合的縫線是由高分子材料制成，許多用于患者檢查的器械，還有一些用于婦女婦科檢查的植入器械等。另外，如藥物控釋載體跟靶向材料等用于藥物助劑的材料也都是由高分子材料制成。

4 高分子材料成型加工技術的創新趨勢

4.1 聚合物動態反應加工技術及設備

聚合物反應加工技術是以現雙螺桿擠出機為基礎發展起來的，它可以解決其他擠出機在作為反應器出現的問題。國內反應成型加工技術的研究開發還處于起步階段，但我國的經濟發展強烈要求聚合物反應成型加工技術要有大的發展。新設備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應性好、可靠性高等優點。該項新技術使我國聚合物反應加工技術處于領先地位，并直接作用于國內高分子化工業的發展。

4.2 以動態反應加工設備為基礎的新材料制備新技術

動態反應加工設備為基礎的新材料主要包括了信息存儲光盤盤基直接合成反應成型技術，聚合物、無機物復合材料物理場強化制備新技術，熱塑性彈性體動態全硫化制備技術。

新技術的創新不僅節能降耗，前景廣闊，更使得工業發展不斷向前。

5 高分子材料成型加工技術的前景展望

現代社會經濟高速發展，各個行業都將面臨嚴峻挑戰。為了轉變我國經濟發展方式，促進科技發展與產業界密切結合，我國必須找準自己的特色，努力創新高分子材料成型加工裝備技術。國家非常注重科技成果轉化與產業化，完成產業化工程配套項目20多項，創辦了高分子合成企業，使其有自主知識產權的新技術與裝備在國內外推廣應用，走向市場。將技術與資本結合，引入新的管理、市場等機制，爭取在近幾年大力大市場份額，實現經濟收益。

6 結束語

綜上所述，在科技日益進步的今天，我國必須走具有中國特色的發展高分子材料成型加工技術與裝備的道路，把握技術前沿，培育自主知識產權。促進科學研究與產業界的結合，加快成果轉化為生產力的進程，加快我國高分子材料成型加工高新技術及其產業的發展是必由之路。

參考文獻：

[1]薛敘明.高分子合成技術的新進展[J].南昌職業技術師范學院學報，1999（03）.

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[3]王正偉，劉吉平，王君，吳光波.新型功能高分子材料研究[J].現代化工，2007（S2）.