淺談高分子材料的成型與加工技術

趙偉瑩

摘要：高分子材料由高分子化合物制成，在工業生產及應用領域中得到廣泛運用。本文以高分子材料的成型與加工技術為探討主題，分析高分子材料的成型原理，從擠出成型、注塑成型、吹塑成型、聚合物動態反應以及熱塑性彈性體動態全硫化等方面闡述高分子材料的主要成型加工技術工藝。

關鍵詞：高分子材料;成型;加工

與傳統材料先比，高分子材料在近年來的發展速度顯著加快，制備簡單、形態多樣以及加工便捷等多方面的優勢特征不斷拓寬其在各行業領域中的應用空間，產業經營也獲取了顯著的經濟效益。創新發展高分子材料的成型加工技術，對這一材料的推廣應用具有重要的現實意義。

1高分子材料成型原理

合成和制備高分子材料，多是通過組合幾個化工單元而成，借助于反應加工操作，將多單元熔合在一起。相比于一般單個化工單元的操作，無論是能量的平衡與傳遞，還是物料的平衡與運輸，均存在較大的差異性。在傳統聚合反應過程中，多是依托于溶劑與緩慢反應解決傳質與傳熱問題，但聚合反應加工階段內，物料溫度可以在短時間內快速上升，達到400-800℃的范圍內。若是在這種情況下無法及時脫除反應過程中形成的熱量，物料中很可能發生碳化及降解反應。

高分子材料的分子結構、化學結構以及凝聚態下的形態結構，對其自身的熱性能、機械性能以及加工性能具有決定性影響，因而材料的形態結構與加工工藝的選取和應用密切相關[1]。

2高分子材料成型加工技術

2.1擠出成型加工技術

借助于螺桿的旋轉加壓，促使高分子材料成型，是擠出成型加工技術的主要涵義。通常情況下，擠出成型加工過程主要涉及到加料、塑化、成型及定型等關鍵環節，以形成符合要求的成品。實施加工作業的過程中，技術人員需要熟練掌握這一工藝技術，選擇適宜的模具、機頭及相關設備設施，最大限度內提升成型后產品的性能水平，優化產品的美觀度。將擠出成型技術運用到高分子材料加工作業中，無論是擠出機的使用，還是塑料品類的選用、對加速速度的調控，均會在不同程度上影響成型產品的品質，因而在實踐作業中，需加強全過程成型加工的技術管理。

2.2注塑成型加工技術

高分子材料加工作業中對注塑成型工藝的應用較為常見，在市面上這種技術也具有較為廣泛的適用空間。注塑成型加工在復雜型產品的加工處理方面具有顯著的作用優勢，一般可以生產出精細化程度較高的成品。將注塑成型加工技術運用到高分子材料成型加工的產業領域中，有利于提高整體機械化水平，滿足多樣化種類成品的加工生產需求[2]。

2.3吹塑成型加工技術

吹塑成型加工技術具有較為深遠的發展歷史，也被稱為中空吹塑。在傳統技術領域中，這一技術的應用具有較為明顯的局限性，適用性不強。但與其他類型的成型加工技術相比，吹塑成型的成本較為低廉，因而被逐漸應用到更多的工業生產領域中，生產出的產品十分多變，且具有美觀化的特點。對于技術人員而言，只需利用指定的凹模，便可以完成吹塑成型的技術操作，技術形式較為方便快捷。

2.4壓延成型技術

對熱塑性塑料進行熔融塑化處理，然后將其置于多個平行異向旋轉滾筒的間隙中，通過延展、擠壓以及拉伸，實現對材料的有效塑形，是壓延成型技術的基本概念。現階段，塑料薄膜、片材的成型加工與生產過程中多涉及到對這一技術工藝的使用，最終獲得的成品均可以滿足產品的尺寸規格要求和質量標準。

2.5激光成型技術

將數控車床、計算機輔助技術、智能制造以及激光技術等多樣化的先進技術手段運用到成型加工生產領域中，可以將此類技術的作用優勢充分發揮出來，滿足原型復制等對互換性要求較高的生產工作的實際需求。與其他成型加工工藝相比，激光成型技術的效率更高，促使制造工藝與制造原型的幾何形狀關系逐步脫離。與此同時，還具有節約制造費用成本、縮短加工作業周期的優勢特點，體現出極強的綜合性與實用性[3]。

2.6激光燒結技術

這種新型加工技術的形成立足于CAD基礎之上，實踐證明，將激光燒結技術運用到高分子材料成型加工作業中，能夠有效減少在使用模具方面的成本支出，在工業領域市場中具有良好的發展前景。利用激光燒結工藝加工聚泰胺粉末，可以將其打造為類型多樣的車輛內飾件與發動機零件，此外，還可以拓展應用到車燈外殼、進氣歧管以及儀表盤儀表板等多樣化零件的生產加工中。相比于以往的注塑成型加工工藝，激光燒結技術的成本造價更低，可以將大部分制造加工成本節省下來，優化成品的加工生產質量。

2.7聚合物動態反應加工技術

聚合物動態反應加工技術是一種新型技術，無論是采用的機械設備，還是反應加工還原的工藝流程，均與傳統成型加工技術間存在較大差異。將這一加工技術應用到高分子材料的成型加工工作中，主要利用電磁場引發機械振動場，引入到聚合物反應擠出的全過程，以此達到有效控制化學反應的效果，在此基礎上進一步提升反應制品的物理性質與化學性質，優化反應生成物的凝聚態結構。在振動力場環境下，促使聚合反應加工期間質量、能量與動量的傳遞難點得到有效解決，是聚合物動態反應加工技術的作用優勢，推動各環節間的傳遞保持更為平衡的變化趨勢。

2.8熱塑性彈性體動態全硫化加工技術

在振動力場中引入高分子原材料，然后對其予以混煉擠出處理，促使混煉過程中橡膠實現動態全硫化，是熱塑性彈性體動態全硫化加工的基本概念。在實際應用過程中，需要有效控制硫化反應的整個進程，采取有效措施預防共混加工過程中共混物的相態發生轉化。以這一技術工藝為基礎，當前已逐步衍生出更多類型的彈性體動態硫化、熱塑性的機械設備，以及一系列創新改進而成的技術工藝，這對于TPV技術應用水平的提升起到了重要的推動作用。

結束語：近年來，高分子材料成型加工技術不斷創新發展，并逐漸滲透和融入到多樣化的產業領域中，體現出廣闊的發展前景。對于高分子材料的成型加工作業來說，要進一步提高各環節的工藝水平，獲得品質性能更佳的產品，還需立足于高分子材料的特點與性質，選擇適宜可行的加工處理工藝，提升工業生產整體技術水平。

參考文獻：

[1]張軍，樊冬娌，陸亞清.高分子材料成型原理與工藝課程教改研究[J].山東化工，2020，49（22）：190-191.

[2]李偉，張濤，蔣小軍，李青，黃茂敬，何亮.汽車輕量化用高分子材料成型加工研究進展[J].廣東化工，2020，47（19）：94-96+101.

[3]袁英.高分子材料加工成型技術創新與發展研究[J].河南科技，2020，39（25）：39-41.