高分子材料成型和控制分析

刘建华

齐鲁工业大学菏泽校区 山东 菏泽 274000

摘要：随着我国高分子材料技术的不断发展，高分子材料已经被广泛应用于社会生产的诸多领域是，包括：国防领域、航天领域、抗腐蚀性涂料等方面，推动了人类社会的进一步发展，在现代化建设中运用高分子材料，可以更好的满足人们的需求。但高分子材料成型与控制难度较大，需要严格控制成型条件。因此，笔者就高分子材料成型及控制技术进行分析，旨在为我国高分子材料事业的发展提供一定帮助。

关键词：高分子；材料成型；控制技术

一、引言

随着我国工业化进程的不断推进，社会发展对于生产工艺技术提出了更为严格的要求，为了满足人们对工艺材料的功能性需求，加强对高分子材料的研究是必要的，合理的运用高分子材料可以提升工作的效率及质量。高分子材料在发展过程中暴露出了一些问题，如：材料成型及控制难度较大，这些问题若不能有效的解决，将阻碍高分子材料技术的发展，不利于高分子材料在工业生产中的利用。

二、高分子材料成型特点

（一）可形变性

高分子材料作为一种复合材料，是由聚合物与分子质量较高的化合物聚合而成，高分子材料具有可形变性，当高分子材料在一定的压力下可以产生形变，并以粘流态的形式呈现，基于这一特性，通过合理的控制材料的流动速度从而得到形变要求，形成固定的形状，并发挥出应用要求。

（二）可塑性

高分子材料在一定的温度与压力条件下，可以发生可塑性行变，温度与压力的变化会导致材料的流变性与热性能发生改变，为实现对高分子材料的成型操作，要求对模具中的高分子材料变化形态进行控制，在此基础上进行加工，从而形成结构相对稳、性能更高的产品。

（三）可延性

高分子材料具有可延性，可延性是指材料在压力的影响下，可以展现出较强的变形适应性，从而转变为其他形态的聚合物。具体来说，对一块高分子材料施以一定的压力，可以将其转变为薄膜形态，并通过拉伸处理将材料转变为片材，这一状态下的高分子材料具有硬化效果，从而可以被适用于生产活动中。

三、高分子材料成型技术

（一）挤出成型

挤出成型是目前高分子材料成型过程中运用较为广泛的方法，挤出成型技术是将高聚物熔体输入到挤出机中，利用柱塞或螺杆施加挤压力，使材料在通过固定形状模具后连续成型，能够加工得到恒定断向形状的连续型材。

（二）吹塑成型

吹塑成型是指借助于气体压力对高分子材料进行加工处理，使热熔型制品形成中空结构的产品。对热塑性树脂进行吹塑，可以得到管状型坯。加热至软化后放入开模，在闭模后通入压缩空气能够将型坯吹胀，紧贴于模具内壁，冷却脱模后可以得到制品。在传统的吹塑成型工艺中，为保障连续的气体供给，需要不断的吹气，在气体压力下使高分子材料进行碰撞，逐步生成所需的形状。随着生产工艺的不断发展，吹塑成型的加工成本也在不断缩减，加工生成的产品结构也更为复杂。通过将吹塑成型与其他加工方式相结合，可以提升吹塑成型的稳定性与效率。

（三）注塑成型

注塑成型主要用于对几何形状产品的加工，与其他高分子成型方法相比，注塑成型具有周期短、花色多、生产效率高等特性。注塑成型需要对材料进行预加热，在达到塑性条件后注入模具。基于注塑成型的高分子材料空间感较强，可以满足人们对立体度的要求。

（四）激光成型

随着近年来高分子材料在工业生产中的运用更为普遍，人们对高分子材料的使用提出了更高的需求，高分子材料成型技术也有所突破。激光成型作为一种新兴的成型技术，具有加工工艺简单、成型速度较快、成本较低等特性。对于一些常见的材料，如：凝胶材料、弹性体材料等，可以采用激光固化成型技术。激光固化技术被广泛运用于3D打印中，利用特定波长和强度的紫外光激光光束对成型材料表面进行扫描，逐区使材料固化成型，从而得到三维实体结构。加工得到的实体具有较好的性能，常被用于航空、医学等领域中的高精度零件加工。

四、高分子材料成型控制技术

（一）全硫化控制

高分子材料成型控制中，混炼环节会产生硫化反应，若不能有效的处理，将会对周边的环境产生破坏，并影响到工作人员的健康安全。将橡胶与无法硫化的PP等聚合物进行熔融，需要利用交联剂促使橡胶硫化，得到微米级别微粒硫化橡胶相。分散在树脂中加工成型，可以得到结构、性能稳定的制品，以免产品出现物性变化。通过采用全硫化控制，可以使橡胶相在混炼期间实现全硫化，避免出现相态反转问题，适用于废料可再生利用等领域。

（二）信息化控制

信息化技术的不断发展给各行各业带来了深刻的影响，从一定程度上推动了生产工艺的进步，将信息化技术与高分子材料成型控制技术相融合，可以有效实现对高分子材料成型的信息化控制。举例来说，在对熔融高分子材料进行加工时，人们可以借助于熔融沉积成型工艺实现机械加工控制，使加工设备在计算机的控制下进行运动，大大提升了高分子材料成型的控制精度及控制质量，此外，通过采用信息化控制也可以减少人为因素对成型控制的影响，减少了对人力资源的浪费，提升了生产效益。

（三）聚合动态控制

在对高分子材料进行加工时，可以引入聚合动态控制技术。聚合动态控制技术就是在电磁场条件下引入机械振动，从而实现对聚合结构生成过程的有效控制。采用传统的聚合反应加工技术需要基于严苛的条件下，传统的聚合反应需要严格控制反应的压强、温度、湿度等，在反应结束后还需要进行分离、提取、吹塑、定性等操作。传统的聚合反应加工步骤较为复杂，加工效率较低，在加工过程中还会产生有害物质，影响周边的环境。而聚合动态控制将机械振动当成纽带，实现聚合物反应挤出操控。在强震动的环境下，无机粒子的反应速度加快，可以减少催化剂、改进剂的用量。同时，聚合动态控制通过对传统聚合反应的流程进行优化，使得工艺生产的设备体积更小，适应性更高。

结束语

综上所述，高分子材料作为一种复合材料，由聚合物以及分子质量较高的化合物构成，具有较强的物理、化学性能。通过对高分子材料进行加工成型处理，可以被广泛运用到多个领域，如：航天领域、国防领域以及电子领域。尽管高分子材料成型和控制的难度较大，但通过不断地实践与研究，高分子材料的成型将更为容易，从而更好的运用于工业生产中。

参考文献

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[2] 付佳尧. 高分子材料成型及控制技术探究[J]. 汽车世界, 2020, 000(001):P.1-1.

[3] 何云. 浅谈高分子材料成型及其控制技术[J]. 时代农机, 2018.

作者简介：刘建华，男，汉族，山东省泰安市桃园镇郭刘村，学生，本科，高分子材料科学与工程