浅谈高分子材料成型及其控制技术

2016-03-13刘成湖北工程学院湖北孝感432000

化工管理 2016年36期

刘成（湖北工程学院，湖北孝感 432000）

浅谈高分子材料成型及其控制技术

刘成（湖北工程学院，湖北孝感 432000）

科学技术蓬勃发展的背景下所研究的高分子材料在产品生产中具有非常重要的作用。从目前高分子材料应用情况来看，其在国防、航天等高科技领域之中应用取得的成果比较显著。但是，相关工作人员也明确指出高分子材料成型及其控制是比较困难的。对此，本文将着重分析高分子材料成型及其控制技术，希望对于更加有效的应用高分子材料有所帮助。

高分子材料；成型；控制技术

鉴于科研工作者的不懈努力，高分子材料成型及其控制技术得到了飞速发展，在现代化的工业建设之中已经能够有效的利用高分子材料来进行产品生产，满足人们生产生活的应用需求。那么，高分子材料成型及其控制技术是如何应用的呢？笔者将参考相关文献及工作经验总结，在下文着重分析此问题。

1 高分子材料成型技术分析

1.1 高分子材料成型原理

高分子材料的合成和制备，一般都是由几个化工单元操作组成的，即通过高分子反应将多个单元操作熔为一体。当然，相对于传统聚合过程来说，高分子反应加工更加注重形态结构的研究。就以解决传热和传质问题来说，传统聚合过程中主要是利用溶剂和缓慢反应来进行以上问题处理，但在具体反应中物料的温度较高，在400℃～800℃，容易影响到反应，那么物料中就可能发生降解和碳化情况。为了解决这一问题，在聚合反应中工作人员利用设备来给物料加热，在热量聚集的情况下及时将设备移走，降低温度，提高聚合反应效果。这种做法是比较繁琐的，且在操作的过程中容易出现差错。而利用高分子反应加工来解决传热和传质问题，则是以流变学为理论基础，研究物理材料的应力、应变、温度、湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形、流动的规律，进而改变高分子反应的某些条件，规避以上问题[1]。

1.2 高分子材料成型的加工技术

1.2.1 聚合物动态反应加工技术及设备

高分子材料成型加工是高能耗过程作业，无论是挤出、注射还是中空吹塑成型，原理都必须经过熔融塑化及输送这一基本和共性的过程。基于此，在进行高分子材料成型加工的过程中，应当尽量不采用传统加工设备，不仅难以有效的控制传热反应和化学反应，还会增加投资费用、产生较大噪音等。而采用聚合物动态反应加工技术，将聚合物反应挤出全过程引入到电磁场引起的机械振动场中，那么聚合物反应将会被控制，包括化学反应被控制、制品物理性能和化学性能被控制、反应产生物的凝聚态结构被控制等。除此之外，应用适合的、有效的设备，螺杆挤出机和螺杆注射机等，可以对聚合物单体的停留时间分布情况予以控制；可以在振动立场作用下加强聚合物反应加工控制，保证反应产生物质量、动量及能量传递等方面达到需求标准[2]。所以，在高分子材料成型中科学合理的利用聚合物动态反应加工技术及相关设备是非常必要的。

1.2.2 以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术

我国在动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术研究投入较大，即以动态反应技术为基础方向，进行深入的研究，最终提出了新材料制备技术，大大弥补了传统技术诸多不足，如能耗大、复杂度高、周期长等。

从目前以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术应用情况来看，聚合物/无机物符合材料物理强化制备新技术的应用效果较佳，能够利用聚合物进行原位表面改性处理、原位包覆处理等，从而使复合材料成型；热塑性弹性体动态全硫化制备技术应用效果也比较好，能够将混炼引入到振动力场中，使混炼的橡胶转变成动态全硫化，对硫化反直进程进行有效控制，避免了共混物相态反转问题的发生。

2 高分子材料成型中的控制

当然，无论利用何种技术来进行高分子材料成型加工，都需要加强对高分子材料成型过程的控制，避免不良问题的发生，影响高分子材料成型效果。从目前高分子材料加工情况来看，共混物形态容易发生变化，所以加强形态控制和制品温度控制是非常必要的。

2.1 形态控制

基于高分子材料加工理论成果，可以确定开发高分子材料是非常有意义的，能够为工业及其他领域创造较高的经济效益。但是，要在高分子材料加工中有效进行形态控制。因为多数聚合物多相体系不相溶，在诸多聚合物混合加工的过程中形体控制和稳定性控制是非常困难的。对于此种情况，通常加入第三组分改善体系的相容性。

2.2 制品温度控制

多种聚合物反应加工的过程中，因为不清楚聚合物及其共混物在非等温场作用下制品温度随时间变化关系，所以只能盲目的进行制品温度控制，这容易影响制品的性能，进而导致其使用性大打折扣。相关研究人员研究发现，微纤对基体聚合物结晶形态、结构有一定影响，那么在多种聚合物反应加工的过程中应当将导电离子组装到微纤中，那么微纤在体系中形成导电三维网络结构，如此可以对制品的温度予以有效控制[3]。