高分子材料成型加工技術(shù)的進(jìn)展

張曉斌 李明軍

鴻富泰精密電子（煙臺(tái)）有限公司 山東煙臺(tái) 264000

在國(guó)民的日常生活中，眾多天然材料都是通過(guò)高分子材料加工而成的，例如：棉花、天然橡膠等。而對(duì)于高分子材料制品的性能來(lái)講，同成型加工過(guò)程存在緊密的關(guān)聯(lián)，主要通過(guò)一定壓力、溫度的作用，來(lái)對(duì)塑化熔融，隨后，通過(guò)塑性來(lái)完成制品，冷卻后，能夠在常溫的狀態(tài)下，維持既定形狀，從而來(lái)豐富、便利國(guó)民的日常生活。由此可見(jiàn)，對(duì)高分子材料成型加工技術(shù)的進(jìn)展做出分析，是當(dāng)前相關(guān)從業(yè)人員著重需要考量的問(wèn)題。

1 塑料新加工工藝

1.1 TPE 快速加工技術(shù)

相關(guān)調(diào)查研究表明，未來(lái)在加工Santoprene TM 熱塑性橡膠期間，注射成型加工企業(yè)能夠利用一種新技術(shù)，將加工的時(shí)長(zhǎng)縮短。通過(guò)此技術(shù)的運(yùn)用，不僅能夠?qū)尾考a(chǎn)的成本降低，同時(shí)，能夠?qū)⒆⑸涑尚偷募庸に健⑿侍嵘Ｍㄟ^(guò)與此先進(jìn)工藝的結(jié)合，一個(gè)全新的Santoprene TMTPE 便隨之誕生，同以往的Santoprene TM 橡膠牌號(hào)相比，要高出25%。此種加工成形性能通過(guò)材料的改進(jìn)，可以將注射成型加工企業(yè)的生產(chǎn)成本降低。

應(yīng)用Santoprene TM 橡膠來(lái)代替熱固性橡膠，同樣還包含廢料二次運(yùn)用、可回收性、可靠部件一致性、設(shè)計(jì)適應(yīng)性、便于加工等優(yōu)勢(shì)，這同樣也包含部件壽命期后以及生產(chǎn)期間所產(chǎn)生的廢料。此技術(shù)也能夠在擠出、吹塑、注塑成型中得以運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)加工周期的大幅度縮短。

1.2 二步法造粒

二步法造粒中，在WLK 型堅(jiān)固單軸主造粒機(jī)中待造粒被預(yù)造粒成大小約40 毫米的粒子，隨后，通過(guò)NZ 型后續(xù)次造粒機(jī)的運(yùn)用，進(jìn)一步造粒為大小約3-10 毫米的最終顆粒，這是為預(yù)造粒材料的次級(jí)造粒而設(shè)計(jì)的。

通過(guò)一個(gè)間停開(kāi)關(guān)的管控，能夠確保預(yù)造粒的粒子良好的進(jìn)入至NZ 型次級(jí)造粒機(jī)當(dāng)中。針對(duì)于兩臺(tái)造粒機(jī)的排列而言，能夠設(shè)置為一個(gè)在另一個(gè)之后，或者是一個(gè)在另一個(gè)上方。次級(jí)造粒機(jī)必須要將切割機(jī)的工作原理作為依據(jù)，專為預(yù)造粒的粒子做出設(shè)計(jì)。同以往的造粒機(jī)相比，二代造粒機(jī)能夠縮小更多的體積，只需要較少整機(jī)驅(qū)動(dòng)能量的協(xié)助。另外，因?yàn)槠淠軌蚓鶆蛭沽希ㄟ^(guò)近似450min-1 的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)減少故障的發(fā)生。將此造粒機(jī)用于預(yù)造粒材料的第二次粉碎，同轉(zhuǎn)速相同的一步法相比，加工方式要簡(jiǎn)單的多，產(chǎn)生的噪音也會(huì)更低。

2 高分子材料成型加工技術(shù)的進(jìn)展

2.1 聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備

所謂的聚合物反應(yīng)加工技術(shù)，主要是通過(guò)將現(xiàn)下的雙螺桿擠出機(jī)作為基礎(chǔ)，從而發(fā)展起來(lái)的。在西方國(guó)家的berstorff 公司中，已經(jīng)對(duì)混煉及連續(xù)反應(yīng)的十螺桿擠出機(jī)做出研發(fā)，可以將其他擠出機(jī)視為反應(yīng)器所存在的問(wèn)題做出解決。針對(duì)于我國(guó)而言，針對(duì)于反應(yīng)成型加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)與研究而言，尚處于起始階段，但是，在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面，強(qiáng)烈需求聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)能夠取得進(jìn)一步的進(jìn)展。具體所指的是在尼龍生產(chǎn)、交換法聚碳酸酯（PC）連續(xù)化生產(chǎn)中較為主要的技術(shù)為縮聚反應(yīng)器的反應(yīng)擠出設(shè)備。在我國(guó)，每年大約多數(shù)千萬(wàn)噸的合金材料、改性聚合物需要生產(chǎn)[2]。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)、國(guó)外所運(yùn)用的反映加工設(shè)備，通過(guò)原理的層面上而言，幾乎都是混煉設(shè)備、傳統(tǒng)混合設(shè)備的改造產(chǎn)品，均存在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、混煉過(guò)程、傳質(zhì)過(guò)程、傳熱過(guò)程中，無(wú)法管控反應(yīng)產(chǎn)物分布、分子量等問(wèn)題。同時(shí)，密封困難、噪音大、能耗高、設(shè)備投資費(fèi)用大等問(wèn)題，同樣也是以往反映加工設(shè)備的劣勢(shì)。而同以往的技術(shù)相比，聚合物動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)不管是在設(shè)備結(jié)構(gòu)方面，還是反映加工原理方面，均存在一定的差異。此種技術(shù)主要是在聚合物反應(yīng)擠出全過(guò)程中將電磁場(chǎng)所引發(fā)的機(jī)械振動(dòng)場(chǎng)引入其中，達(dá)成反應(yīng)制品的化學(xué)物理性能、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程管控的目標(biāo)。首先，此技術(shù)能夠通過(guò)理論的層面，將預(yù)聚物混合或者是聚合物單體的混煉過(guò)程與時(shí)間分布做出管控，促使振動(dòng)力場(chǎng)作用下，聚合物反應(yīng)加工期間的能量、動(dòng)量、質(zhì)量平衡與傳遞問(wèn)題做出解決。另外，通過(guò)技術(shù)的層面而言，能夠?qū)⒃O(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問(wèn)題做出解決。針對(duì)于新設(shè)備而言，存在可靠性高、適應(yīng)性好、可控制品性能、噪音低、能耗低、體積重量小等諸多優(yōu)勢(shì)。

2.2 以動(dòng)態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)

針對(duì)于反應(yīng)成型技術(shù)而言，能夠通過(guò)信息儲(chǔ)存光盤(pán)盤(pán)基直接合成，此種技術(shù)能夠?qū)⒁酝绞街械哪芎拇蟆⒅芷陂L(zhǎng)、中間環(huán)節(jié)多、運(yùn)儲(chǔ)過(guò)程易發(fā)生污染、處理成型前問(wèn)題復(fù)雜等情況做出克服，將光盤(pán)盤(pán)基成型、中間運(yùn)儲(chǔ)、光盤(pán)級(jí)PC 樹(shù)脂生產(chǎn)這三個(gè)過(guò)程進(jìn)行整合，形成一個(gè)整體，同動(dòng)態(tài)連續(xù)反應(yīng)成型技術(shù)結(jié)合，對(duì)醞交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)做出研究，從而對(duì)精密光盤(pán)注射成型裝備進(jìn)行開(kāi)發(fā)與研制，達(dá)成產(chǎn)品質(zhì)量有效管控、降耗節(jié)能等目標(biāo)[3]。針對(duì)于無(wú)機(jī)物以及聚合物復(fù)合材料物理場(chǎng)強(qiáng)化制備新技術(shù)而言，此種技術(shù)能夠通過(guò)強(qiáng)振動(dòng)剪切力場(chǎng)的作用，從而設(shè)計(jì)無(wú)機(jī)粒子表面功能與特性，在設(shè)計(jì)好的連續(xù)加工環(huán)境，以及少加或者是不加任何其他化學(xué)改性劑的條件中，通過(guò)聚合物的使用，促使無(wú)機(jī)粒子能夠開(kāi)展強(qiáng)制分散、原位包覆。針對(duì)于連續(xù)化的無(wú)機(jī)物、聚合物復(fù)合材料熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)全硫化制備技術(shù)而言，此種技術(shù)能夠在混煉擠出全過(guò)程中引入振動(dòng)力場(chǎng)，對(duì)硫化反直進(jìn)程做出管控，從而將混煉期間的全硫化橡膠相動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)。對(duì)共混加工期間，共混物的反轉(zhuǎn)相態(tài)問(wèn)題做出處理。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，發(fā)展高分子材料的成型加工技術(shù)，能夠?yàn)槿罕娚钏降奶嵘⒔?jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)、社會(huì)的發(fā)展起到一定的推進(jìn)作用。而想要在高分子材料的成型加工技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)設(shè)出我國(guó)的特色技術(shù)，就必須要在時(shí)代的推動(dòng)下，大膽創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效率、低消耗、低污染的目標(biāo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高分子材料的成型加工技術(shù)的良好、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。