正文 1.2 高分子加工工業及其發展(1 / 2)

完整的高分子工業體係由高分子合成工業和高分子加工工業兩大係統組成。前者通過人工合成的方法,生產具有特定化學組成、鏈結構及凝聚態結構的高分子化合物,其目的是為加工提供性能可靠的原料;後者則是通過配方設計、混煉加工及擠出造粒等過程,使高分子化合物與各種助劑形成具有高次聚集態結構或織態結構的高分子材料,然後采用各種成型方法,將高分子材料加工成為具有一定形狀和使用價值的製品或型材。兩個係統相輔相成、相互依賴。任何一種材料,不管它具有多麼優異的性能,如果不能被優質、高效、經濟地成型加工製造成產品,則它的價值就不能夠得到發揮。而一種產品的最終性能,不僅與其材料固有的性能有關,而且在很大程度上依賴這種材料采用的成型加工技術和經曆的加工工藝過程。不正確的成型加工方法,不僅得不到預期性能的產品,甚至會破壞原材料的性能。例如,過高的加工溫度會引起材料的分解、交聯,甚至焦化,這就破壞了原材料的性能。所以,加工環節對保證產品的質量及產率而言至關重要。目前,國際上已不再將高分子材料加工視為單純的物理成型過程,而是把它看作控製製品結構和性能的中心環節,加工成型正從一項實用技術變成一門應用科學。

1.2.1高分子材料加工成型的過程和主要方法

高分子材料成型加工就是利用一切可以實施的方法使其成為具有一定外形而又有使用價值的物件或定型材料的過程。

一般製品的生產工序為:①根據製品使用條件及用途,確定所用材料品種及型號;②根據材料加工性能、製品要求及成型特點確定成型方法;③選擇成型設備,加工成型模具;④實際加工調試,確定加工成型參數;⑤大批量生產。

大多數情況下,高分子材料加工的過程包括四個階段:原材料的準備,如聚合物和添加劑的預處理、配料、混合等;使原材料產生變形或流動,並形成所需的形狀;材料或製品的固化;後加工和處理,以改善材料或製品的外觀、結構和性能。

粉料、粒料、溶液、分散體等是高分子材料常見的形態。成型加工技術不僅要適應被加工物料的形態,而且要適應材料在加工過程中發生的一係列化學或物理變化,故物料形態的不同決定了其成型方法的不同。成型加工通常有以下幾種形式:

①聚合物熔體加工熔體由粉料或粒料熔融而來,是聚合物加工最主要的物料形式,熔融加工包括了擠出、注射、壓延、模壓、層壓、熔融紡絲、熱固性塑料傳遞模塑、橡膠壓出等多種方法,絕大多數的聚合物產品都由這些方法生產;

②聚合物溶液加工如溶液法紡製化學纖維、流延法製薄膜;油漆、塗料和黏合劑等也大多用溶液法加工;

③類橡膠狀聚合物的加工如采用真空成型、壓力成型或其他熱成型技術等製造各種容器、大型製件和某些特殊製品,纖維或薄膜的拉伸等;

④低分子聚合物或預聚物的加工如丙烯酸酯類、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂以及澆鑄聚酰胺等用該技術製造整體澆鑄件或增強材料;化學反應法紡製聚氨酯彈性纖維等;