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【摘 要】 高分子材料成型加工技术目前已经在工业上取得了飞跃性的发展，本文主要对高分子材料成型加工技术进行了探讨，并对其未来的发展趋势进行了预测。
【关键词】 高分子材料;成型加工;技术;应用
一、高分子材料成型加工技术的相关定义
（一）高分子材料
高分子材料指的是由相对分子质量较高的化合物为基础构成的材料，基本成分通常是聚合物或以含有聚合物的性质为主要性能特征的材料;主要有橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料。高分子材料独特的结构和易改性与易加工特点，使它具有其他材料无法取代与不可比拟的优异性能，从而在科学技术、国防建设和国民经济等领域得到了广泛地应用，并已经成了当前社会生活中衣食住行用等各方面必不可少的材料。
（二）高分子材料成型加工技术
在高分子工业的生产中分为高分子材料的制备与加工成型两个过程。高分子材料的成型加工技术就是运用各种加工方法对高分子材料赋予形状，使其成为具有使用价值的各种制品。高分子材料加工主要目的是高性能、高生产率、快捷交货和低成本;向小尺寸、轻质与薄壁方向发展是高分子材料成型技术制品方面的目标;成型加工方向是全回收、零排放、低能耗，从大规模向较短研发周期的多品种转变。判断高分子材料的成型加工技术的质量因素是加工后制品的外观性、尺寸精度、技能性中的耐化学性、耐热性等等。
二、高分子材料成型加工技术及应用发展概况
近些年，高分子合成工业有了快速的进展。比如造粒用挤出机的结构的改进很大，产量也提高了很多。20世纪60年代主要运用单螺杆挤出机造粒，产量大概为3t/h;70年代到80年代中期，运用连续混炼机+单螺杆挤出机造粒，产量基本为10t/h;80年代中期以来。运用双螺杆挤出机+齿轮泵造粒，产量能到达40-45t/h，日后的发展方向是产量可达到60t/h。在l950年，全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代，塑料产量的年均增长率为5.8%，2000年增加到1.8亿t;到了2010年，全世界塑料产量预计将会高达3亿t。除此之外，合成工业的新近避震使易于璃确控制树脂的分子结构，加快采用大规模进行低成本的生产。伴随汽车工业的发展，节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要。汽车规模的不断扩大和性能的提高带动了零部件及相关材料工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷，提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。当前，高分子材料加工的目标主要是生产率高、性能高、成本低和交货快捷。制品逐渐发展为尺寸小、壁薄、轻质;成型加工从大规模转变为较短研发周期的多品种，并逐渐发展为低能耗、全回收、零排放等。
三、高分子材料成型的加工技术
（一）聚合物动态反应加工技术及设备
高分子材料成型加工工业的发展目前在我国占有极其重要的地位，但是我国的高分子材料成型的加工技术的开发目前还处于初步阶段。高分子材料成型加工是高能耗过程作业，无论是挤出、注射还是中空吹塑成型塑料原理都必须经过熔融塑化及输送这一基本和共性的过程，目前普遍采用的设备包括螺杆挤出机和螺杆注射机等。
聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同，引入聚合物反应挤出全过程到电磁场引起的机械振动场，从而实现控制化学反应过程、反应制品的物理化学性能及其反应生产物的凝聚态结构的效果，这就是聚合物动态反应加工技术及设备。这项技术先突破了理论上控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程以及不可控制的停留时间分布难点，使振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题得到解决，而且运用技术方法使设备结构集成化问题得到了解决。
（二）以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术
1、聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术
这种设备的关键在于将电磁场引起的机械振动场引入到聚合物反映挤出全过程，达到控制化学反应的过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。
2、信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术
该技术克服了传统方式的周期长、中间步骤多、能源消耗大、容易污染及成型前处理复杂等诸多问题，整合光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程，使其成为一体，与动态连续反应成型技术相结合，对醋交换连续化生产技术进行研究，研制并开发精密光盘注射成型装备，实现节能降耗、有效控制产品质量的效果。实现这项技术的研究，使我国在该领域内的发言权增强了不少。
3、热塑性弹性体动态全硫化制备技术
该项技术主要是为了使材料共混加工过程中共混物相态反转的问题得到解决，要把引入振动力场到混炼挤出全过程，通过控制硫化反直进程，实现混炼过程中橡胶相动态全硫化。
四、高分子材料成型加工技术的方法
（一）挤出成型技术
挤出成型技术是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。它的具体原理是高分子原材料自料斗进入料筒，在螺杆旋转作用下，通过料筒内壁和螺杆表面摩擦剪切作用向前输送到加料段，在此松散固体向前输送同时被压实;在压缩段，螺槽深度变浅，进一步压实，同时在料筒外加热和螺杆与料筒内壁摩擦剪切作用，料温升高开始熔融，压缩段结束;均化段使物料均匀，定温、定量、定压挤出熔体，到机头后成型，经定型得到制品。挤出成型又有共挤出技术、挤出注射组合技术、成型技术、反应挤出工艺与固态挤出工艺等。
（二）注塑成型技术
注射成型技术是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一，可用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制件[2]。注射成型技术根据组合材料的特征，又有以组合惰性气体为特征的气体辅助注射成型，以组合组成化学反应过程为特征的反应注射成型，以组合混合混配为特征的直接注射成型，以组合不同材料为特征的夹心成型等多种方法。 （三）吹塑成型技术
吹塑技术一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热或加热到软化状态，置于对开模中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气，使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。根据型坯制作方法，吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑，新发展起来的有拉伸吹塑和多层吹塑。
五、高分子材料成型加工技术的应用
（一）为空发泡挤出技术
采用超临界流体（SCF）通过挤出方法连续制备微孔发泡材料，是当今国内外研究的一大热点。这种挤出方法的基本过程为：聚合物首先在挤出机内熔融塑化，然后通过机筒把SCF精确计量并注入到聚合物熔体中，通过螺杆的剪切混合作用，使SCE溶解在熔体中形成均匀泡的概念。微孔发泡塑料通常是指抛空尺寸为0.1-10im、抛空密度1×109—1015个/cm3的发泡塑料，其设计思路是制造一种泡孔直径比聚合物中所有已存在的微隙都要小的泡沫材料。
（二）微孔发泡注塑技术
与不发泡的注塑相比，微孔塑料注塑的注射压力可降低4.8%，锁模力降低高达80%，一般为30%，并可以省去保压阶段，这可明显延长模具的使用寿命;由于在模具内气泡的生成和长大是一个吸热过程，所以成型周期要短，可提高生产率。与不发泡注塑制品相比，微孔注塑制品具有高的尺寸精度和低的翘曲，可以有效避免由于充模不足引起的凹陷。
六、高分子材料成型加工技术及应用的发展趋势
近些年，各个国家新型成型装备工程研究中心在完成了国家级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划等项目的同时，对于科技成果转化与产业化十分重视，完成20多项产业化工程配套项目，创建了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料机械有限公司，在国内外推广应用其有自主知识产权的新技术与装备。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列，在国内20多个省、市、自治区近两年推广应用差不多800台。销售额高达1.5亿元，还有一些新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家，经济效益和社会效益非常好。结合技术与资本，将新的管理、市场等机制引入，争取在几年内达到新设备年销售额超亿的目的。
七、结语
在科技不断发展的现阶段，我国高分子材料成型加工技术必须走具有中国特色的创新发展之路，把握技术前沿，突破国外技术封锁，培育自主知识产权。不断推进科研成果与实际生产相结合，加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。
参考文献：
[1]黄贵禹.浅析高分子材料成型加工技术[J].东方企业文化，2011，16：97.
[2]甄延波.高分子材料成型加工技术的进展[J].化工中间体，2012，02：23-25.
【关键词】 高分子材料;成型加工;技术;应用
一、高分子材料成型加工技术的相关定义
（一）高分子材料
高分子材料指的是由相对分子质量较高的化合物为基础构成的材料，基本成分通常是聚合物或以含有聚合物的性质为主要性能特征的材料;主要有橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料。高分子材料独特的结构和易改性与易加工特点，使它具有其他材料无法取代与不可比拟的优异性能，从而在科学技术、国防建设和国民经济等领域得到了广泛地应用，并已经成了当前社会生活中衣食住行用等各方面必不可少的材料。
（二）高分子材料成型加工技术
在高分子工业的生产中分为高分子材料的制备与加工成型两个过程。高分子材料的成型加工技术就是运用各种加工方法对高分子材料赋予形状，使其成为具有使用价值的各种制品。高分子材料加工主要目的是高性能、高生产率、快捷交货和低成本;向小尺寸、轻质与薄壁方向发展是高分子材料成型技术制品方面的目标;成型加工方向是全回收、零排放、低能耗，从大规模向较短研发周期的多品种转变。判断高分子材料的成型加工技术的质量因素是加工后制品的外观性、尺寸精度、技能性中的耐化学性、耐热性等等。
二、高分子材料成型加工技术及应用发展概况
近些年，高分子合成工业有了快速的进展。比如造粒用挤出机的结构的改进很大，产量也提高了很多。20世纪60年代主要运用单螺杆挤出机造粒，产量大概为3t/h;70年代到80年代中期，运用连续混炼机+单螺杆挤出机造粒，产量基本为10t/h;80年代中期以来。运用双螺杆挤出机+齿轮泵造粒，产量能到达40-45t/h，日后的发展方向是产量可达到60t/h。在l950年，全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代，塑料产量的年均增长率为5.8%，2000年增加到1.8亿t;到了2010年，全世界塑料产量预计将会高达3亿t。除此之外，合成工业的新近避震使易于璃确控制树脂的分子结构，加快采用大规模进行低成本的生产。伴随汽车工业的发展，节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要。汽车规模的不断扩大和性能的提高带动了零部件及相关材料工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷，提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。当前，高分子材料加工的目标主要是生产率高、性能高、成本低和交货快捷。制品逐渐发展为尺寸小、壁薄、轻质;成型加工从大规模转变为较短研发周期的多品种，并逐渐发展为低能耗、全回收、零排放等。
三、高分子材料成型的加工技术
（一）聚合物动态反应加工技术及设备
高分子材料成型加工工业的发展目前在我国占有极其重要的地位，但是我国的高分子材料成型的加工技术的开发目前还处于初步阶段。高分子材料成型加工是高能耗过程作业，无论是挤出、注射还是中空吹塑成型塑料原理都必须经过熔融塑化及输送这一基本和共性的过程，目前普遍采用的设备包括螺杆挤出机和螺杆注射机等。
聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同，引入聚合物反应挤出全过程到电磁场引起的机械振动场，从而实现控制化学反应过程、反应制品的物理化学性能及其反应生产物的凝聚态结构的效果，这就是聚合物动态反应加工技术及设备。这项技术先突破了理论上控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程以及不可控制的停留时间分布难点，使振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题得到解决，而且运用技术方法使设备结构集成化问题得到了解决。
（二）以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术
1、聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术
这种设备的关键在于将电磁场引起的机械振动场引入到聚合物反映挤出全过程，达到控制化学反应的过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。
2、信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术
该技术克服了传统方式的周期长、中间步骤多、能源消耗大、容易污染及成型前处理复杂等诸多问题，整合光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程，使其成为一体，与动态连续反应成型技术相结合，对醋交换连续化生产技术进行研究，研制并开发精密光盘注射成型装备，实现节能降耗、有效控制产品质量的效果。实现这项技术的研究，使我国在该领域内的发言权增强了不少。
3、热塑性弹性体动态全硫化制备技术
该项技术主要是为了使材料共混加工过程中共混物相态反转的问题得到解决，要把引入振动力场到混炼挤出全过程，通过控制硫化反直进程，实现混炼过程中橡胶相动态全硫化。
四、高分子材料成型加工技术的方法
（一）挤出成型技术
挤出成型技术是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。它的具体原理是高分子原材料自料斗进入料筒，在螺杆旋转作用下，通过料筒内壁和螺杆表面摩擦剪切作用向前输送到加料段，在此松散固体向前输送同时被压实;在压缩段，螺槽深度变浅，进一步压实，同时在料筒外加热和螺杆与料筒内壁摩擦剪切作用，料温升高开始熔融，压缩段结束;均化段使物料均匀，定温、定量、定压挤出熔体，到机头后成型，经定型得到制品。挤出成型又有共挤出技术、挤出注射组合技术、成型技术、反应挤出工艺与固态挤出工艺等。
（二）注塑成型技术
注射成型技术是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一，可用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制件[2]。注射成型技术根据组合材料的特征，又有以组合惰性气体为特征的气体辅助注射成型，以组合组成化学反应过程为特征的反应注射成型，以组合混合混配为特征的直接注射成型，以组合不同材料为特征的夹心成型等多种方法。 （三）吹塑成型技术
吹塑技术一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热或加热到软化状态，置于对开模中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气，使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。根据型坯制作方法，吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑，新发展起来的有拉伸吹塑和多层吹塑。
五、高分子材料成型加工技术的应用
（一）为空发泡挤出技术
采用超临界流体（SCF）通过挤出方法连续制备微孔发泡材料，是当今国内外研究的一大热点。这种挤出方法的基本过程为：聚合物首先在挤出机内熔融塑化，然后通过机筒把SCF精确计量并注入到聚合物熔体中，通过螺杆的剪切混合作用，使SCE溶解在熔体中形成均匀泡的概念。微孔发泡塑料通常是指抛空尺寸为0.1-10im、抛空密度1×109—1015个/cm3的发泡塑料，其设计思路是制造一种泡孔直径比聚合物中所有已存在的微隙都要小的泡沫材料。
（二）微孔发泡注塑技术
与不发泡的注塑相比，微孔塑料注塑的注射压力可降低4.8%，锁模力降低高达80%，一般为30%，并可以省去保压阶段，这可明显延长模具的使用寿命;由于在模具内气泡的生成和长大是一个吸热过程，所以成型周期要短，可提高生产率。与不发泡注塑制品相比，微孔注塑制品具有高的尺寸精度和低的翘曲，可以有效避免由于充模不足引起的凹陷。
六、高分子材料成型加工技术及应用的发展趋势
近些年，各个国家新型成型装备工程研究中心在完成了国家级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划等项目的同时，对于科技成果转化与产业化十分重视，完成20多项产业化工程配套项目，创建了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料机械有限公司，在国内外推广应用其有自主知识产权的新技术与装备。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列，在国内20多个省、市、自治区近两年推广应用差不多800台。销售额高达1.5亿元，还有一些新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家，经济效益和社会效益非常好。结合技术与资本，将新的管理、市场等机制引入，争取在几年内达到新设备年销售额超亿的目的。
七、结语
在科技不断发展的现阶段，我国高分子材料成型加工技术必须走具有中国特色的创新发展之路，把握技术前沿，突破国外技术封锁，培育自主知识产权。不断推进科研成果与实际生产相结合，加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。
参考文献：
[1]黄贵禹.浅析高分子材料成型加工技术[J].东方企业文化，2011，16：97.
[2]甄延波.高分子材料成型加工技术的进展[J].化工中间体，2012，02：23-25.