张鹏
摘 要:近年来,随着我国经济社会的快速发展,科技水平不断提升,高分子材料在各行业、各領域得到广泛运用,尤其是新型材料运用取得长足发展。本文主要分析高分子材料加工成型技术的创新与发展。
关键词:高分子材料;加工成型技术;创新;发展
在社会发展进程中,科学技术作为第一生产力,随着科学技术的快速发展,催生了高分子技术,且被运用于各行各业,各类产品的生产和制造,均需运用高分子材料进行加工成型,但在实际运用中,还有诸多问题有待解决。在高分子材料研究中,不仅要关注材料自身性能的影响,加工成型技术同样对产品性能有较大影响。因此,高分子材料加工成型技术成为科学技术发展的研究重点之一。
1高分子材料成型加工技术的发展历程分析
高分子材料,又叫做聚合物材料,是通过高分子化合物以及添加剂进行混合,所产生的新型材料,能量传递性较高,运输较为方便,在各行业、各领域中被广泛运用。通常而言,高分子材料是通过多种化工单元进行制作,在加工过程中,通常包含了传质、传热两个部分,反应速度较强,温度提升速度较快。为此,在聚合反应环节,技术人员必须严格控制材料的碳化、降解,确保高分子材料能够顺利成型。同时,能够去除多余反应多热量,提升高分子材料的成型效率和质量。
针对高分子材料,发现时间较早,然而因设备、观念落后,使得高分子材料被运用于大规模工业生产中进程较长。近年来,在技术研究基础上,高分子技术诸多难题得到解决,使得更为优良的高分子材料逐渐被发掘。为此,高分子技术逐渐进入到一种快速发展阶段。
在上世纪90年代,由于塑料平均增长率急剧增加,塑料产品也快速增长,而塑料材质、种类得到极大优化,运用范围也逐渐发展。例如在汽车生产中,通过高分子材料代替钢铁材料,可实现汽车生产的轻量化,具有良好的运用效果。目前,钢材正在日益减少,高分子材料的出现,为工业生产提供了诸多可能。例如汽车行业,如还一味采取传统纯钢铁材料制造,已无法满足人们的实际需求,而使用高分子材料,性能强度上可媲美钢铁,造价也更小,环保性也更强。同时,生产规模和周期更小,能量消耗也更低,具有较高的回收率,可降低空气污染。
2高分子材料成型加工的技术类型
首先,吹塑成型。该技术是通过气体压力作用,对热熔型制品进行加工,形成一种中空形状产品。使用该技术,成型率较高,可加工处理各类材料。同时,使用成本不高,只需根据实际需要,选择加工材料进行吹塑成型。
其次,注塑成型。该技术主要运用于复杂结构的塑料成品加工,该技术的生产品种较多,产品精度较高,使用范围较广。
第三,挤出成型。使用该技术,是通过螺杆对高分子材料开展挤压,在加料、定性、塑化流程中,进行产品加工成型。使用该技术的成型产品较为美观,成品质量较好。
第四,激光加工成型。该技术是利用高聚光激光灯,对塑料模板进行垂直照射,并加工成所需产品。因高分子材料自身并不具备激光吸收功能。为此,在技术运用时,需涂抹一定的特制材料,再开展加工,以确保高分子材料能够良好吸收激光,进而保证产品的质量。此外,近几年还研发出了激光烧结技术,该技术需依靠CAD制图软件加工,能够准确预算产品模具成本,该技术的环保节能性较强,具有较高的加工效率。在现阶段,激光烧结技术是高分子材料加工较为常用的技术之一。
3高分子材料成型加工的技术创新分析
首先,聚合物动态反应加工技术。该技术的发展,是立足双螺杆挤出机的发展而来。现阶段,国外已深入研究这一项目,研制出混炼、连续反映的挤出机,实现了双螺杆挤出的相关问题。而这些设备的快速发展,技术创新十分关键,在技术上需实现突破。例如,对于尼龙生产、聚碳酸脂的生产,需依靠缩聚反应挤出技术。对于该反应的加工设备,大部分使用传统混炼和混合技术,部分国外企业仅小范围优化了传统反应器,无法有效控制传质和传热过程,不能掌控化学反应,也无法解决反应产物分布问题。同时,由于设备投资花费较大,能量消耗以及噪音较多,加上密封难度较大,使得传统加工存在一定缺陷。而聚合物动态反应的加工技术,在设备结构、加工原理方面实现了完全优化,该技术立足电磁场,通过机械振动场,通过聚合物引入,实现反应挤出,进而有效控制化学反应,对生成物物理化学性能、凝聚态结构进行合理优化。通过该项技术,促进了预聚物混炼、单体混合的有效突破,通过新型理论指导,就能实现新加工反应器的生产制作,解决聚合物分布问题,实现了设备结构的集成化。同时,该设备体积较小,噪音和能量消耗较低,可有效控制产品性能,具有较强的适应性。
其次,新材料制备技术。通过该项技术革新,实现了信息储存光盘,可产生直接的合成反应,该技术运用全新理论指导流程,周期较短,环境污染率低,操作较为简便,能够实现能源节约。因为这些优点优势,使得该技术实现了传统技术的局限突破,防止发生更多问题。近年来,随着光盘储存技术快速发展,使得新材料制备技术有着广阔提升空间。该技术通过PC树脂化,在同一流程中融合盘基成型以及中间储存,按照动态连续反应,实现连续性的交换生产。随着新材料制备技术的产生,为高分子材料加工发展创造了有力条件。
第三,复合材料物理场技术。使用该技术,主要是立足强振动的切力场,优化设计无机粒子的功能、特性,可在连续加工环境中实现全体流程,解决摒弃了改性剂、催化剂,有利于节约资源。通过聚合物的运用,实现了无机粒子的原位包覆以及强制分散,进而依靠负荷材料的弹性体、热塑性,实现全硫化制生产。运用该技术,在混炼挤出流程中,可引入振动力场,对硫化过程进行优化控制,并促进加工流程的相态反转。
第四,成型控制。在一定条件基础下,高分子材料由于外力或温度因素影响,聚合物形态、结构会产生一定变化。根据相关研究,许多聚合物的多相体系,具有不相容问题,对成型控制具有一定影响。为改善这一状况,在聚合物生产、加工流程,必须严格控制成品温度,总结变化规律,为成型结构的控制提供有力依据。
4 高分子材料加工成型技术的发展
随着高分子材料加工成型技术被逐渐运用于各行业、各领域,我国逐渐加大对该技术的研究和创新,出台了一系列政策进行支持,符合我国的新发展理念。
目前,我国各城市也逐渐推广运用该技术,所创造的经济利益也极为客观,大部分地区将这项技术转型升级为产业化发展,工业制品出口量大量扩张,国际贸易成效明显,促进了经济效益、社会效益的快速提升。
在今后发展过程中,该技术运用空间十分广泛,适用于各个领域,高分子材料也将逐渐成为人们生活、工作的必备品。为此,我们必须加大生产研究,加大政策支持力度,不断提升技术创新水平。
结束语
综上所述,近年来,随着我国经济实力的不断提升,在科学技术领域,成就逐渐突出,高分子材料加工成型技术成为科研的重点研究课题。同时,高分子材料为科技生产提供了重要能源,随着高分子材料逐渐发展和运用,将实现工业制品的流程合理化、科学化,促进经济效益和社会效益的有效提升。
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