对高分子材料成型技术的思考

肖湛

摘 要：

在科学技术日新月异的现代社会，新型材料领域的进步也可谓大放异彩。随着科学技术的不断突破与创新，新型材料特别是高分子材料，终于从实验室走向了社会，成功地将科学技术转化为了生产力。本文将从高分子材料成型技术的基本原理入手，从现在工业上常用的几种高分子材料成型的主要技术手段以及高分子材料领域技术发展动态及展望方面做出分析论述，以期对该行业的发展有所助力。

关键词：高分子材料；成型技术；未来发展展望

改革开放以来，在科学技术是第一生产力的政策方针指引下，我国的科技实力获得了长足的进步与发展。尤其是近几年以来，我国国防与航空航天技术飞速发展，取得了举世瞩目的成就。这一领域的发展对高分子复合材料提出了更多更高的要求，这一发展极大地带动了我国高分子材料技术的发展，使得我国的高分子材料成型加工技术取得了非凡成就。下面文章将从高分子材料的成型原理、目前常用的几种高分子材料成型技术以及未来展望三个方面展开论述。希望能对该行业的发展有所帮助。

一、高分子材料成型原理及发展历程

所谓高分子材料，指的是由相对而言分子质量较高的化合物构成的一种复合材料，主要是由树脂或橡胶及其次要成分添加剂组合而成的一种新型材料，可塑性较强，耐挤压，并具有一定的可纺性与延展性，集众多优点于一身使得高分子材料在在工业领域的应用蔚为可观，替代了许多稀缺型、高成本型材料。在日常生活中，我们见到的很多天然材料通常是由高分子材料组合而成的，如天然橡胶、棉花等等。高分子材料的最终使用形式是高分子材料制品，在一定的温度和压力作用下，将其熔融塑化，然后通过模塑或其他技术手段制作成一定的我们所需要的形状与内容，待其冷却后定型为工业所需原材料制品。

就高分子材料而言，分子的化学结构和形态决定了该种材料的性能。一般的，高分子材料的加工过程和制备过程是分离开来的，其制备过程主要是聚合物的形成过程，而高分子材料的成型过程则是采用注射、吹塑或者挤压等工艺手段将聚合物打造成型。在技术应用领域，传统工具往往时间久且耗能高，如今普遍采用的是高分子材料反应加工工艺。这种工艺是将高分子材料聚合物的合成与加工成型合二为一，采用具有高分子合成及成型双向功能的设备，大大缩短了生产周期，简化了生产过程，节约了能源，因此得到广泛的应用与推广。

二、高分子成型的主要技术应用手段

高分子材料的成型加工技术原理是通过外部温度控制使高分子材料整体受热熔化，然后再通过成型设备加工成我们所需要的各种模型的一种技术手段。

常用的技术手段有注、挤、吹、吸、拉等。就加工形式而言，有低分子聚合物或预聚物的加工、高分子熔体的加工、类橡胶状聚合物的加工等几种形式。从加工方法的特点或高分子在加工过程中变化方面来看，可分为物理变化类、化学变化类、兼有物理变化与化学变化类三种情况。下面就结合具体工作对这几种技术手段做简单论述，以供参考。

1. 吹塑成型技术及应用方法

这是技术是通过气体压力，使闭合在模具中的热容型坯吹胀，形成中空制品。这种方法的特点是造价低、设备要求简单、适应性广泛，因此受到广泛使用。应用上主要有以下几种技术：

（1）中空制品吹塑技术。主要有三种方法：挤出吹塑、注射吹塑和拉伸吹塑，优点是成本低，且改进制品性能。

（2）高温吹塑成型技术。突破了传统的吹塑成型需在低温挤出的技术禁锢，适用于高耐热的热塑性材料，但该技术对吹塑成型机和模具的冷却装置的要求较高，要求材料高温和低溫冷却的频繁交替。

（3）多层吹塑成型技术。可以交替生产软硬两种材质的材料，广泛应用于加工防渗性容器方面。

（4）吹塑发泡技术。类似于中空吹塑相似技术，首先将坯件放入中空成型模具，然后进一步加热使坯件变软并完成发泡，再通过压缩空气吹胀成型，经冷却定型后，开模取出制件。

2. 挤出成型技术

该技术原理是利用螺旋杆加压，将塑化好的聚合物连续的从挤出机的机筒挤入机头，融化的聚合物通过机头口模成型，牵引拉出后进行冷却剂定型，最终形成制品。具体技术应用主要有以下几种：

（1） 共挤出技术。即两台及以上挤出机分别寄出一种聚合物并在一个机头中进行成型的技术。

（2） 挤出注射组合技术。把挤出的聚合物与其他注射进的非熔融状成分混合后成型的一种技术，便于调整聚合物的配方及比例。

（3） 挤胀成型技术。采用旋转模塑、注塑或吹塑方法成型，适用于精细或中空制品。

（4） 反应挤出工艺。连续地将单体聚合并对现有聚合物进行改性，这种工艺操作简单、成本低廉且能保证聚合物多样化、功能化，能保证生产上的连续性，应用较为广泛。

（5） 固态挤出工艺。将聚合物在固态状态下被挤出口模的一种工艺。

3.注射成型技术

这是被广泛应用、在行业中拥有较高地位的一种工艺，首先把聚合物通过特定方式变成熔融状态，然后以注射的方式放入固定形状的模具中，冷却成型后即可。这种工艺操作简单、省时省力，适用范围广，因此受到广泛赞誉。主要技术有以下几种：

（1）电磁式聚合物动态塑化注射成型。通过在注射装置中布置电磁式直线脉冲，利用电磁产生的震动，完成聚合物的塑化、初涉与成型的全过程。

（2）注射结构发泡成型技术。适合于生产对产品强度要求不高的产品，其优点是产品重量差异小，工艺精细。

（3）复合熔芯注射成型技术。首先将模具型芯金属放入预制的铸造母槽中进行定位，待熔点降低合金成型后进行外形修整。然后将已经制备好的复合熔心再次放入模具，注射成型。最后，将低熔点合金、嵌件及塑件加热后分离。

4.双向拉伸薄膜技术。将狭缝机头平挤出来的厚片经纵横两方向同时拉伸，在拉伸的状态下进行热定型处理。

5.压延成型技术。通过一系列相向旋转着的水平辊筒间隙，使物料承受挤压和延展作用，成为具有一定厚度，宽度与表面光洁的薄片状制品。这种方法对制品厚度有较高要求，因此应用范围较窄。

三、高分子材料成型加工技术的发展动态及发展趋势展望

在“科学技术是第一生产力”的政策指引下，在高分子材料在高科技领域的广泛应用的实力带动下，我国的高分子材料合成技术日新月异，在技术应用及生产力转化方面也取得了长足进步，取得了不容小觑的经济效益，大量工业制成品在满足国内需要的同时，更是出口到了亚洲其他国家甚至欧洲国家和地区，在国际贸易中日益发挥重要作用，在增加出口产品多样性方面和拉动国际贸易发展、实现贸易顺差方面发挥着不可替代的作用。对于国内经济而言，高分子材料技术的广泛应用与革新，对于我国走低能耗、高收益的绿色发展道路也大有裨益。是减少能源消耗、降低环境污染的有效方法。在经济发展由粗放型向集约型转变的过程中，不能简单粗暴地将粗放型、污染型企业一刀切地消除，而应该通过科技的力量，以环境友好型、集约型的生产方式取而代之。因此，大力发展高分子聚合材料的技术革新与应用，将技术发展不断转化为生产力，是我国中国特色社会主义发展路线的重中之重

四、结束语

综上所述，高分子材料成型技术的探索、革新与应用，是中国特色社会主义路线指引下的新成果。我们不能满足于当下取得的成就，而应该在探索与革新的道路上奋力前进，掌握尖端技术，使这一技术的应用范围更广、适用性更强，同时要注意培育自主知识产权，赶超世界先进水平，摆脱发达国家对技术的控制，走出一条自主、自立、求实创新的路子。

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（作者单位：湘阴县第一中学，湖南 岳阳 414600）endprint