浅谈高分子材料的成型与加工技术

赵伟莹

摘要：高分子材料由高分子化合物制成，在工业生产及应用领域中得到广泛运用。本文以高分子材料的成型与加工技术为探讨主题，分析高分子材料的成型原理，从挤出成型、注塑成型、吹塑成型、聚合物动态反应以及热塑性弹性体动态全硫化等方面阐述高分子材料的主要成型加工技术工艺。

关键词：高分子材料;成型;加工

与传统材料先比，高分子材料在近年来的发展速度显著加快，制备简单、形态多样以及加工便捷等多方面的优势特征不断拓宽其在各行业领域中的应用空间，产业经营也获取了显著的经济效益。创新发展高分子材料的成型加工技术，对这一材料的推广应用具有重要的现实意义。

1高分子材料成型原理

合成和制备高分子材料，多是通过组合几个化工单元而成，借助于反应加工操作，将多单元熔合在一起。相比于一般单个化工单元的操作，无论是能量的平衡与传递，还是物料的平衡与运输，均存在较大的差异性。在传统聚合反应过程中，多是依托于溶劑与缓慢反应解决传质与传热问题，但聚合反应加工阶段内，物料温度可以在短时间内快速上升，达到400-800℃的范围内。若是在这种情况下无法及时脱除反应过程中形成的热量，物料中很可能发生碳化及降解反应。

高分子材料的分子结构、化学结构以及凝聚态下的形态结构，对其自身的热性能、机械性能以及加工性能具有决定性影响，因而材料的形态结构与加工工艺的选取和应用密切相关[1]。

2高分子材料成型加工技术

2.1挤出成型加工技术

借助于螺杆的旋转加压，促使高分子材料成型，是挤出成型加工技术的主要涵义。通常情况下，挤出成型加工过程主要涉及到加料、塑化、成型及定型等关键环节，以形成符合要求的成品。实施加工作业的过程中，技术人员需要熟练掌握这一工艺技术，选择适宜的模具、机头及相关设备设施，最大限度内提升成型后产品的性能水平，优化产品的美观度。将挤出成型技术运用到高分子材料加工作业中，无论是挤出机的使用，还是塑料品类的选用、对加速速度的调控，均会在不同程度上影响成型产品的品质，因而在实践作业中，需加强全过程成型加工的技术管理。

2.2注塑成型加工技术

高分子材料加工作业中对注塑成型工艺的应用较为常见，在市面上这种技术也具有较为广泛的适用空间。注塑成型加工在复杂型产品的加工处理方面具有显著的作用优势，一般可以生产出精细化程度较高的成品。将注塑成型加工技术运用到高分子材料成型加工的产业领域中，有利于提高整体机械化水平，满足多样化种类成品的加工生产需求[2]。

2.3吹塑成型加工技术

吹塑成型加工技术具有较为深远的发展历史，也被称为中空吹塑。在传统技术领域中，这一技术的应用具有较为明显的局限性，适用性不强。但与其他类型的成型加工技术相比，吹塑成型的成本较为低廉，因而被逐渐应用到更多的工业生产领域中，生产出的产品十分多变，且具有美观化的特点。对于技术人员而言，只需利用指定的凹模，便可以完成吹塑成型的技术操作，技术形式较为方便快捷。

2.4压延成型技术

对热塑性塑料进行熔融塑化处理，然后将其置于多个平行异向旋转滚筒的间隙中，通过延展、挤压以及拉伸，实现对材料的有效塑形，是压延成型技术的基本概念。现阶段，塑料薄膜、片材的成型加工与生产过程中多涉及到对这一技术工艺的使用，最终获得的成品均可以满足产品的尺寸规格要求和质量标准。

2.5激光成型技术

将数控车床、计算机辅助技术、智能制造以及激光技术等多样化的先进技术手段运用到成型加工生产领域中，可以将此类技术的作用优势充分发挥出来，满足原型复制等对互换性要求较高的生产工作的实际需求。与其他成型加工工艺相比，激光成型技术的效率更高，促使制造工艺与制造原型的几何形状关系逐步脱离。与此同时，还具有节约制造费用成本、缩短加工作业周期的优势特点，体现出极强的综合性与实用性[3]。

2.6激光烧结技术

这种新型加工技术的形成立足于CAD基础之上，实践证明，将激光烧结技术运用到高分子材料成型加工作业中，能够有效减少在使用模具方面的成本支出，在工业领域市场中具有良好的发展前景。利用激光烧结工艺加工聚泰胺粉末，可以将其打造为类型多样的车辆内饰件与发动机零件，此外，还可以拓展应用到车灯外壳、进气歧管以及仪表盘仪表板等多样化零件的生产加工中。相比于以往的注塑成型加工工艺，激光烧结技术的成本造价更低，可以将大部分制造加工成本节省下来，优化成品的加工生产质量。

2.7聚合物动态反应加工技术

聚合物动态反应加工技术是一种新型技术，无论是采用的机械设备，还是反应加工还原的工艺流程，均与传统成型加工技术间存在较大差异。将这一加工技术应用到高分子材料的成型加工工作中，主要利用电磁场引发机械振动场，引入到聚合物反应挤出的全过程，以此达到有效控制化学反应的效果，在此基础上进一步提升反应制品的物理性质与化学性质，优化反应生成物的凝聚态结构。在振动力场环境下，促使聚合反应加工期间质量、能量与动量的传递难点得到有效解决，是聚合物动态反应加工技术的作用优势，推动各环节间的传递保持更为平衡的变化趋势。

2.8热塑性弹性体动态全硫化加工技术

在振动力场中引入高分子原材料，然后对其予以混炼挤出处理，促使混炼过程中橡胶实现动态全硫化，是热塑性弹性体动态全硫化加工的基本概念。在实际应用过程中，需要有效控制硫化反应的整个进程，采取有效措施预防共混加工过程中共混物的相态发生转化。以这一技术工艺为基础，当前已逐步衍生出更多类型的弹性体动态硫化、热塑性的机械设备，以及一系列创新改进而成的技术工艺，这对于TPV技术应用水平的提升起到了重要的推动作用。

结束语：近年来，高分子材料成型加工技术不断创新发展，并逐渐渗透和融入到多样化的产业领域中，体现出广阔的发展前景。对于高分子材料的成型加工作业来说，要进一步提高各环节的工艺水平，获得品质性能更佳的产品，还需立足于高分子材料的特点与性质，选择适宜可行的加工处理工艺，提升工业生产整体技术水平。

参考文献：

[1]张军，樊冬娌，陆亚清.高分子材料成型原理与工艺课程教改研究[J].山东化工，2020，49（22）：190-191.

[2]李伟，张涛，蒋小军，李青，黄茂敬，何亮.汽车轻量化用高分子材料成型加工研究进展[J].广东化工，2020，47（19）：94-96+101.

[3]袁英.高分子材料加工成型技术创新与发展研究[J].河南科技，2020，39（25）：39-41.