塑料成型加工技術發展現狀及研究進展

謝 暉

（武漢職業技術學院科教園區管委會，湖北 武漢 430074）

塑料作為現代工業的基礎性新型材料，已越來越廣泛應用于國民經濟的各個領域。2018 年全國塑料制品行業完成塑料制品產量達6042 萬噸。塑料成型加工技術的發展水平，在很大的程度上反映出一個國家的工業發展水平。生態化、功能化、信息化、智能化、低能耗的塑料成型加工技術成為塑料加工行業的發展趨勢。人民不斷增長的對美好生活的需求，對于塑料制品質量以及品種多樣性有了更高的需求，這就需要對塑料成型加工技術不斷進行深入研究。

1 塑料成型加工主要方法

1.1 塑料注射成型

注射成型主要是利用注塑機將熱塑性塑料熔體在一定的壓力和速度下注入模具內部冷卻，通過固化獲取制品的方法。塑料注射成型對于泡沫塑料或者是熱固性塑料均能夠進行。注塑具備的優點是不僅生產的速度快、效率高，而且完全可以操作自動化，易完成結構形狀復雜制品的生產，非常適合大批量生產，缺點是設備和模具的投入成本較大。

1.2 塑料擠出成型

塑料擠出成型簡稱是擠塑，對物料進行加熱讓其成為一種粘流狀，利用塑化系統螺桿進行擠壓，將粘流態的物料擠入機頭，利用口模截面形狀形成具有一定截面形狀和尺寸的連續制品的成型方法。擠塑成型的優點就是能夠形成各種各樣的具有一定截面形狀和尺寸的連續制品，具有較高的生產效率，易自動化、連續化生產。塑料擠出成型對熱固性塑料制品的生產控制難度較大，因為利用擠出成型的方法對熱固性塑料進行加工，很容易讓制品的尺寸存在相應的偏差，生產產品中具有多種材料，管、絲等[1]。

1.3 塑料壓延成型

壓延成型就是在樹脂中添加或不添加助劑，并實施混配預處理，利用壓延機各壓延輥間間隙進行壓延加工，使其形成薄膜、人造革或片材板材，然后通過壓延機輥筒進行剝離，冷卻并定型。壓延成型主要用于聚氯乙烯樹脂成型的過程，制造出相應的薄膜以及板材片材。

1.4 塑料模壓成型

塑料模壓成型的簡稱為壓塑，使用的塑料類型有脲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等，這些材料都屬于熱固性塑料。使用這種方法的時候主要是利用模壓機，確保模壓成型之后再進行加熱，確保發生化學反應之后讓其交聯固化。這種工藝和設備相對來說比較簡單，具有廣泛的適應性。成型的主要過程為準備好物料和模具，讓液壓機能夠產生相應的壓力并傳遞到模具中，讓物料上能夠發生相應的作用，將模腔填滿物料，通過加熱作用出現熔融軟化的狀態，確保其發生化學反應。

1.5 中空吹塑成型

中空吹塑成型簡稱為吹塑，主要是利用壓縮空氣使模具中加熱塑化的塑料坯料膨脹之后形成一種空心制品，利用吹塑這種方法可以制造各種結構復雜的中空容器和各類包裝塑料制品。其優勢在于便于生產各種“口小腹大”中空塑料制品。

1.6 塑料發泡成型

塑料發泡成型主要是建立在樹脂熔體的粘性膨脹基礎之上，發泡塑料中泡的形狀可以是開孔型，也可以是閉孔型。發泡塑料制成之后可以是硬質的，相應的還可以是軟質的。發泡塑料在發泡的過程中其變化范圍會非常大，這就會讓發泡塑料的容重在很大的范圍中波動[2]。塑料在發泡成型的時候主要的方法有：一是機械式發泡，這種方法主要是將氣體混入其中，并機械的進行攪拌產生氣體發泡；二是物理發泡，發泡成型的時候需要在其中加入惰性氣體。

2 塑料成型加工技術發展現狀

經過多年的發展，我國塑料成型加工技術已經形成了門類比較齊全、體系比較完整、低端轉向中高端的塑料成型加工技術，基本能滿足國內經濟發展的需要。但與發達國家相比較，仍然存在較大的差距。特別是隨著我國經濟產業結構的調整和升級的推進，在生態化、功能化、數字化、智能化、低能耗的塑料成型加工技術方面的瓶頸亟待突破，尤其是生物降解技術和循環再生利用技術的開發利用。

3 塑料成型加工技術研究進展與發展展望

3.1 塑料成型加工技術研究進展

近年來，我國塑料加工成型技術取得了前所未有的進步，總體發展的趨勢是需要對原材料的成型做好加工，最大限度對加工技術的潛力進行挖掘，主要的研究進展體現在這樣幾個方面。

3.1.1 精密化

對塑料進行成型加工的時候需要采用高晶化加工的方法，如采用一些超微指令的激光唱盤或者是一些光導纖維。

3.1.2 高性能化

對原來的技術實施相應的評價，對工序進行簡化，讓能源的消耗能夠最大程度節約，選擇一個最佳的原料配方，對材料實施一體化的加工，讓材料能夠達到高性能，并且能夠對成本起到一定的控制作用。如利用化學方法或者物理方法對光倍率的發泡制品進行控制，這樣離子膜就會存在一種分離機能，或者存在一種透析機能。

3.1.3 納米化

納米尺寸效應通常都處于分散的狀態，尺寸較大的會和界面結合在一起，納米材料具有的優異性能也比較大[3]。這種材料需要具備較高的強度，同時還需要具備較高的耐熱性。可以充分體現出無機物的剛性，讓尺寸能夠具有一定的穩定性，確保材料能夠具有較高的韌性，能夠有機將介電性以及加工性結合在一起。

3.2 塑料成型加工技術發展展望

3.2.1 生態化、低能耗

隨著塑料制品在電商、外賣、快遞等新業態的爆炸性發展，在方便人們生活促進經濟發展的同時，后回收處理問題凸顯，"禁塑令"的不斷逼近，將對一次性不可降解塑料制品市場帶來很大制約性的影響，倒逼廢棄塑料的回收再利用技術和產業的發展，也將促進生物可降解塑料成型技術的發展，引發塑料產業生態化進程。

3.2.2 高速度、高產能

高速度、高產能將成為塑料成型加工設備性能的重要判別標準，成型設備高效率的主要表現形式為具備較高的產出，能量消耗低，花費的制造成本也比較低下，高速度、高產能成就高效益。

3.2.3 高端化、多功能

國家調結構、轉方式戰略的實施，企業要適應不同客戶的需求，必將不斷開發功能多、效用高的新產品，逐漸由單一品種、單一功能、低端化，轉向多品種、多工藝、多功能、多用途、高端化方向發展，不斷拓展新的市場。

3.2.4 大型化、精密化

我國進口的一些設備大多都是大型的，而且在構造上比較緊密。大型設備可以讓生產成本不斷降低，這就會讓各種機組的優勢展現出來[4]。設備的精密化較高也可以讓產品的含金量不斷提高。

3.2.5 數字化、智能化

信息技術、人工智能在塑料工業領域廣泛滲透必將引發成型加工技術體系重大變革，協同、智能逐漸成為塑料加工業的核心價值體現，產品個性化、高端化，小批量、定制生產將是未來塑料加工業新趨勢。塑料加工業將繼續推進數字化、智能化技術，實現塑料加工智能化轉型。

3.2.6 模塊化、專業化

實際實施成型設備的時候需要彰顯出模塊化，確保能夠滿足不同用戶提出的特殊需求，讓新的產品能夠在較短的時期內研發出來。實施專業化生產可以讓設備的按照相應的生產點來進行采購，這就會讓整體質量得到保證，讓成本能夠大幅度降低，完善各種零件的配套生產。

4 結語

塑料作為現代工業的基礎性新型材料，越來越廣泛應用于國民經濟的各個領域。先進的塑料成型加工技術，讓制品的性能進一步提高，讓制造成本進一步降低。生態化、功能化、信息化、智能化的塑料成型加工技術成為塑料加工行業的主要發展趨勢。這就會讓科研人員暢游，利用精湛的技術讓塑料來代替各種材料，避免資源出現的浪費和消耗，讓社會經濟能夠高質量持續發展。