石琳 馬帥 郭世杰 賀雪佳 王議苓
摘要:高分子材料自發現以來,就因其質量輕,易成型等特殊的理化性質,使其在國防,航空航天,信息等行業得到廣泛使用。并且它在社會日常以及科技研究都有著無與倫比的地位。因此,為順應當代科技發展潮流,經過不斷的努力我國在對于高分子材料研究方面不斷取得新的成果,更加契合時代發展。本文通過闡述高分子合成,加工等方面的多種技術以及在醫學,電氣工業等方面的應用。由此可見在不遠以及更長遠的未來高分子材料及其發展趨勢將會是熱門話題,本文注重研究并討論我國未來在高分子材料方面將要面對的機遇與挑戰。
關鍵詞:高分子合成技術;合成加工;創新
1.高分子材料的合成加工概述。
高分子合成工業是利用有機合成工業生產的小分子化合物發生聚合反應之后合成高分子化合物,因此為高分子合成材料成型工業提供基本保障原料。隨著世界經濟的高速發展,主要由:合成塑料,合成纖維,合成膠黏劑等許多高分子材料,逐漸應用于生產生活,科技研發等領域中。近年來由于我國在高分子合成材料等許多領域加大重視程度,因此在高分子合成這一方面已經有了巨大的進步,更因為高分子材料成型加工技術有著高效,環保,耐用等特點,已被廣泛應用于日常生活,航空航天,農業生產等領域中。
2.高分子材料加工技術種類簡述
2.1 擠出成型技術
擠出成型技術主要是指利用螺桿旋轉加壓的方法,是把成型好的物料從擠出機的機筒擠入到機頭之中,在形狀相同的機器之中將待制作物料制作成成型制品,之后從模具中取出,對其進行冷卻處理。擠出成型是一項有非凡意義的,并且具有系統性和科研性的工程,具備加料、塑化、加工、合成以及處理等過程,而這其中每一項的穩定進行都與最終產物的成功與否有著莫大的的關系。
2.2 注射成型技術
注射成型技術大都使用在塑料制件加工生產等方面,而這項技術應用在塑料加工之中也是較為普遍的,也是現已知的塑料加工制作工藝中最為成熟的。注射成型技術可以使人們快速的得到大量的高質量的塑料制品。也因為它的成型操作所需時間短、品種多樣的花色、生產效率高等優點使得注射成型技術有了廣泛的應用。
2.3吹塑成型技術
吹塑成型技術是以中空吹塑的方式來實現的,而其關鍵的步驟為通過應用氣體的加壓,由此來促使處于閉合狀態的熱熔型胚產生膨脹,于是就形成了制作中空制品的技術。這一項技術最早應用于二戰期間,因其擁有穩定,高效,易成型的特點便有了廣泛的應用,隨后發展開來在上世紀美國就已經有了數以十億美元的規模。
2.4 壓延成型技術
壓延成型技術主要是將熔融塑化的熱塑性制品通過兩個以上平行導向的棍隙經過一系列加工、拉伸、處理之后形成符合需求的高分子材料合成加工技術。壓延成型技術通常應用于橡膠及熱塑料的加工制作中,其也因生產設備體積較為龐大,加工成本及制作方法較為復雜而有較大的的局限性。
3.高分子合成技術的應用。
3.1醫學界高分子材料的應用
高分子材料具有很強的生物活性和良好多種高分子材料加工構成的的材料性能,因而被人們廣泛應用到醫學領域。另外,高分子合成技術更新了醫療設備,在口腔,康復等專業甚至臨床手術中都有著十分廣泛的應用。譬如醫院中現在使用的蛋白線,因其對人體傷害較小,可被人體吸收而廣泛使用于手術中,也被病人所接受。目前在醫療行業中應用的材料分為兩大類:一類是天然皮膚或動物組織;第二類是在骨折手術對接中,用于兩骨之間吻合修復應用方面。
3.2高分子合成技術在電子電氣工程中元器件的應用
在電子電氣工業領域,高分子材料的開發被廣泛的應用到該行業的各個方面。比如:絕緣材料、屏蔽材料、導電材料;在電子通信領域,高分子材料的需求量隨著社會的發展不斷更新,高分子材料被廣泛用于各類系統設備,并且作為生產光纖、光盤等高性能材料使用。我國是電氣生產大國,能源消耗大國,整個社會對高分子材料需求量很大,因此對于高分子合成技術的開發以突顯其重要性。高分子材料輕巧、不導電、抗腐蝕、表面質量高和易于成形加工等優點,這正是生產各種家用電器的最佳材料,而家用電器更隨著科技的不斷進步進入千家萬戶,因此高分子材料電氣工業的在未來的發展中會以更加快速的趨勢發展。
3.3高分子合成技術在未來能源—(燃料電池)領域中的應用
隨著現代科學技術的發展趨勢,各國將能源技術和高分子合成技術相結合,并不斷探索二者之間的最大效益。尤其突出在燃料問題方面,而燃料電池也必將成為未來發展能源應用的重要載體。因為燃料電池具有發電效率高,節能環保,可再生和利用率高等優點,結合日常生活和科學研究等方面,可將燃料電池分為三類:(1)應用于太空航天中的航天動力能源的質量輕,能源轉換率高,可回收且對人體無危害的燃料電池,(2)在軍事方面的體積小,便于攜帶,能長期供能燃料電池,(3)應用在陸地交通工具和潛艇動力的多用途燃料電池,(4)應用于現代民用設備如:手提電腦,移動電話及數碼相機等燃料電池。
4.高分子合成技術的發展趨勢
隨著現代社會經濟不斷的發展,世界各國高分子合成科技與應用也取得了歷史性突破。但我國高分子合成技術還處于起步階段,所以必須找準自己的特色,同世界的技術相結合,努力發展創新出具有中國特色性的高分子合成技術。同時我國也在不斷加大對于新型技術的關注與投入。發展創新高分子合成技術是我國高分子合成技術達到世界領先水平的有效方法。實現由追隨走向超越的轉換,進而使我國的高分子合成技術達到世界領先水平。
總結
隨著當代社會的不斷發展,高分子材料作為一種當代科學應用不可缺少的技術材料,高分子材料因其高效,環保,低能耗,其不僅在工農業生產和人們的衣食住行方面提供了很大的幫助,而且在醫療,軍事等方面提供了保障,更為我國的在材料應用與科學研究方面提供了有效平臺。高分子合成加工技術必將成為提高人類生活水平的有效途徑。
參考文獻:
[1] 韋軍 高分子合成工藝學[M]華東理工大學出版社 2011.02.01
[2] 朱美林 輪胎橡膠部件擠出成型過程仿真研究[J]2011.04
[3] 陳功雨 氨基苯二酸衍生物聚酯的合成與表征研究[J]華東理工大學 2006.01.05
(作者單位:山東協和學院)