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高分子塑料成型加工工艺及应用分析

2018-10-19郭凌霄李景亮

科学与财富 2018年27期
关键词:高分子塑料加工

郭凌霄 李景亮

摘要:随着科学技术的快速发展,各行业对高分子材料的需求日益增多,高分子塑料成型加工工艺的技术方法也在不断创新,在向高性能化方向快速发展。本文简述了高分子塑料材料的特性和分类,着重分析了高分子塑料加工工艺成型技术方法,以及高分子塑料成型加工工艺未来发展方向。

关键词:塑料;高分子;成型工艺;加工

目前,我们所使用的塑料或树脂产品,它就是一种合成的高分子化合物,可以自由改变形体样式,可通过成型加工工艺任意改变各种形状,并且最后能保持形状不变的材料或可塑材料产品。高分子塑料是利用单体原料以加聚或缩聚反应聚合而成的,并由合成树脂及填料、稳定剂、增塑剂、色料、润滑剂等添加剂组合而成的。

一、高分子塑料的分类

根据各种塑料的不同用途和使用特性,高分子塑料一般可以分为以下几类。

1)通用塑料。在我们的生活中所讲的塑料一般是指用途广、产量大、成型性好、价格相对便宜的塑料产品。它是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分,加入增塑剂、填料、以及各种添加剂组合形成的。根据塑料的可塑性进行分类可分为热固性塑料和热塑性塑料。

2)高分子胶粘剂。它是以合成天然高分子化合物为根本制作的一种胶粘材料,它又分为天然胶粘剂和合成胶粘剂,而合成胶粘剂是应用比较多的一种材料。

3)高分子涂料。其主要是以聚合物为主,并在生产中再添加溶剂和各种添加剂制作而成。高分子涂料一般分为三种:天然树脂涂料、合成树脂涂料、油脂涂料。

4)橡胶。它是一种在常温下能显示高弹性的一种高分子材料,它的分子链间次价力小,分子链柔性好,一般地在外力作用下可产生较大的形变,不稳定,而在除去外力作用下,很快就能迅速恢复原状。

5)纤维。它也是日常生活中应用最多的一种塑料,一般分为天然纤维和化学纤维两种。纤维具有次价力大、形变能力小、模量高等特点。

6)功能高分子材料。现在我们已经采用的是高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料等。功能高分子材料具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。

7)高分子基复合材料。它是一种由物化性质截然不同的增强材料和有机高分子化合物通过一定的加工工艺技术复合形成的一种多相固体材料。该种材料综合了原有材料的各种性能特点,具有比强度、比模量高、耐疲劳性能好、减震性能好等特性。

二、高分子塑料的应用

高分子塑料除了它具有一般塑料可以自由改变形体样式特点以外,它还具有一定的粘弹性,它在外力作用下会发生高弹性变形和粘性流动,其变形与时间有关。还具有低强度和高比强度,还有一定的高耐磨性、高绝缘性、膨胀性、高化学稳定性、导热性低、热稳定性差等诸多特点,因此,在各行业应用广泛。

1)高分子塑料的应用已经涉及到军事及尖端技术上,无形中它促使了高分子合成和加工技术的发展,据不完全统计它已经成为一种独立的专门工程技术。

2)世界汽车发展的方向是节能与环保,轻量化、舒适化、节能化是汽车工业领域发展的最新趋势,这一趋势将进一步加速汽车塑料化发展的进程。

3)导电高分子材料一般分为结构型和复合型兩大类。其中结构型导电高分子材料的主要用途是导电材料、半导体材料、光功能元件、蓄电池电极材料,其研究开发主要集中在具有与金属相同的电导率;在空气中的稳定性;具有高功能;具有良好的加工成型性等四个方面。

复合型导电高分子材料,是由导电物质与高分子材料复合而成,是目前已被广泛应用的功能性高分子材料。对于复合型导电塑料的应用与发展,当前需要着重研究的是金属纤维填充的电磁波屏蔽材料,需要解决减小比重、使导电性均一、降低成本、改善外观等问题。

导电聚合物的未来发展展望,最主要的是开发以下几种材料:高导电性高分子、有机太阳能电池、有机超导材料。

4)随着我国电子电器产品国产化率的逐步提高和出口量逐年增加,工程塑料的消费量呈急速上升趋势。通讯办公设备、中小型家用电器等行业领域对塑料需求量的不断增加,也为工程塑料提供了广阔的应用前景。

5)建材行业领域用塑料发展很快,以工程塑料为原料的各种塑料薄膜、片材、板材、管材、框架、异型材等制品将具有更大的市场需求。未来,工程塑料将在合金技术、纳米技术和功能材料等方面有较大的发展,并将被广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等高新技术领域。

6)从高分子材料科学研究主要集中于结构和组成与材料的性质、探索加工工艺,对各种环境因素对材料性能的影响,其主要目的是为了进一步开发新材料、新工艺等。

三、高分子塑料成型加工工艺

现阶段高分子塑料成型加工一般包括原料的配制和准备、成型及制品后加工等诸多过程。从它的加工工艺定义出发,一般地是通过温度的作用,让高分子塑料受热熔化,经过高分子塑料成型设备加工成具有一定结构形状的产品过程。笔者统计,现阶段有挤出成型工艺、挤出注射技术、压延成型、气体辅助注射技术等。

1)挤出成型工艺。这个工艺原理采用的是利用螺杆旋转加压,将塑料生产物料用挤出机挤入机头,形成具备口模形态的型坯,完成冷却定型,塑化等基本工艺流程。这个技术对成型工艺发展的研究具有重要的现实意义。但需要加以注意的是,在实际的加工过程中,我们为了确保工艺流程质量,在生产物料制备、模具设计方面我们的工作人员应当严格监督控制,确保质量有所提升。

2)挤出注射工艺。挤出注射工艺它的突出优点是可以更加灵活地调节复合物的配方,省去了造粒、包装等工序,可以降低设备费用和减少了生产时间。

3)吹塑成型工艺。例如,多层吹塑成型工艺可以用于要求反渗透性能良好的制备品加工中。在生产中它能够实现原料的不断更换。对于那些大型燃油箱容器的生产时的冷却工艺处理来说,这个时候就急需要减少模腔内压力。我们可以采取将熔料储存在挤出螺杆前端的熔槽中,在高速下挤出型坯,以最大限度减少型坯壁厚的变化,确保消除垂缩和挤出膨胀现象。

4)注射成型工艺。该工艺是塑料加工生产中最为实用且最为普遍的一种工艺。在生产中可以配合设备自动化控制系统的运用情况下,实现高分子塑料生产工艺的价值。经过笔者的实践分析来看,这种工艺具有应用范畴广、生产效率较高以及工艺操作简单等很多的特性。在目前的生产中应用比较广泛,生产效率也很高。

结束语

随着科学技术的快速发展和实际的需求情况来看,我国各行业将会对塑料制品的依赖性会愈来愈强,多功能、高性能的塑料产品已经成为高分子相关行业领域重要的材料支撑。为适应市场的发展,我们应当确立高分子塑料的多功能化、高性能化、品牌化,以及高档次化的发展模式,向优质化方向发展,不断提高塑料改性技术的研究水平,进一步扩大各种性能塑料制品的应用范围,促进高分子塑料行业领域的更大发展,提高高分子塑料制品的物理机械和综合应用性能,降低高性能塑料制品的制造成本。

参考文献:

[1]章瑛虹,傅荣政,王芳.ABS/SMA合金的研究及应用[J].塑料工业,2005(33)

[2]胡杰,袁新华,曹顺生.《高分子材料成型加工》课程教学中的几点思考[J].科技创新导报,2010(04).

[3]石安富,龚云表.工程塑料手册[M].上海:上海科技出版社, 2003

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