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塑料加工技術(shù)

目前絕大多數(shù)的塑料加工采用的是螺桿類(lèi)機(jī)械對(duì)聚合物進(jìn)行熔融塑化、擠出、成型而制備不同產(chǎn)品的加工技術(shù)。根據(jù)這個(gè)技術(shù)原理派生出的塑料加工技術(shù)有：擠出吹膜技術(shù)，擠出制異形材技術(shù)，注塑技術(shù)，氣輔注塑技術(shù)，吹塑技術(shù)，發(fā)泡技術(shù)等。為了對(duì)聚合物在加工過(guò)程中進(jìn)行改性，派生出反應(yīng)加工技術(shù)。反應(yīng)加工技術(shù)包括二個(gè)方面，一是在螺桿內(nèi)對(duì)聚合物熔體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)改性，而后擠出成型。另一是將單體在螺桿內(nèi)本體聚合，可以制備高粘度高分子量的聚合物，而后擠出成型；或?qū)﹄y熔聚合物，使其單體在螺桿內(nèi)預(yù)聚，達(dá)一定粘度后，將該預(yù)聚體擠出成型，并在成型后進(jìn)一步反應(yīng)完全。

對(duì)一些難以熔融的含H鍵類(lèi)聚合物的加工，（如纖維素，聚乙烯醇等）目前主要是采用選擇溶劑，制成溶液，用流延工藝制膜的加工技術(shù)，但近期的研究進(jìn)展表明，這類(lèi)聚合物也可望實(shí)現(xiàn)熔融法熱塑擠出加工。

對(duì)熱固性樹(shù)脂的加工，采取單體或預(yù)聚物和填料充分混合后注模加熱，固化成產(chǎn)品的加工技術(shù)。而對(duì)復(fù)雜件的加工，則采取用玻璃纖維或碳纖維，芳環(huán)預(yù)先編制構(gòu)件的骨架，而后注進(jìn)單體或預(yù)聚物，進(jìn)一步加熱固化成制品的加工技術(shù)。

對(duì)一些大尺寸板材的制造，采用粉狀聚合物和填料攙混后，再聚合物熔點(diǎn)附近熱壓成型的方法。

研發(fā)進(jìn)展

塑料加工技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展，可以歸納為下述幾個(gè)方面。

1.塑料在加工過(guò)程中熔體及制品中形態(tài)、結(jié)構(gòu)的控制形成技術(shù)。同樣組份的塑料，在加工過(guò)程中因?yàn)椴扇」に嚄l件的不同，可以導(dǎo)致最后制品中聚合物凝聚態(tài)的結(jié)構(gòu)、形態(tài)迥然不同，而使得力學(xué)性能等宏觀(guān)性能產(chǎn)生巨大差異。舉例而言，如果控制加工工藝條件，使制品中聚合物形成均勻的納米晶粒分散狀態(tài)，則制品必然會(huì)具有優(yōu)異的強(qiáng)度和韌性。

2.納米材料的制備技術(shù)。目前制備納米材料的方法有：①.插層法，即用單體或熔體對(duì)蒙托土插層，使蒙托土片層（其中厚度和寬度為納米尺度）均勻分散在聚合物基體中，而后直接加工成型或造粒待用。②.共混法，選用特殊制備的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的微相分離粒子，做為和塑料共混的納米填充料，這種粒子粒徑可為微米級(jí)，但產(chǎn)生相分離的交聯(lián)相尺度為納米級(jí)。另外，在共混時(shí)要注意這種填充離子應(yīng)和塑料基體彼此相容。另一種可用的納米填料是經(jīng)特殊處理后，外層已被聚合物全部包復(fù)的無(wú)機(jī)納米粒子。而市場(chǎng)銷(xiāo)售的無(wú)機(jī)納米粉（“納米”碳酸鈣，“納米”二氧化鈦等），因生產(chǎn)時(shí)候處理方法不足以克服納米粒子的團(tuán)聚問(wèn)題，導(dǎo)致這種無(wú)機(jī)粒子作為填料和聚合物共混加工時(shí)，其粒徑實(shí)際上已遠(yuǎn)超出納米尺度。③.微相分離法，即，控制加工條件，利用共混體與不同組份熔點(diǎn)的差異，或同組分中分子量不同而產(chǎn)生的熔點(diǎn)的微弱差異，使成型后制品中形成納米晶的微相分離結(jié)構(gòu)、納米微纖的微相分離結(jié)構(gòu)等。

3.含H鍵聚合物的熱塑加工技術(shù)。淀粉，纖維素是一類(lèi)天然生長(zhǎng)而成的高分子，可惜因其分子間H鍵太強(qiáng)，還沒(méi)熔融已開(kāi)始分解，不易用熱塑法加工成塑料制品，但一旦加工成制品，由于這類(lèi)聚合物分子間存在的強(qiáng)H鍵作用，其制品的力學(xué)強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)很好。聚乙烯醇（PVA）是另一類(lèi)含H鍵聚合物，它由工業(yè)合成制備，價(jià)格也相對(duì)便宜，如能作為塑料，也應(yīng)大有市場(chǎng)。目前含H鍵聚合物的加工技術(shù)，正在取得重要進(jìn)展，淀粉塑料，聚乙烯醇塑料將逐漸進(jìn)入市場(chǎng)。

4.茂聚烯烴的加工技術(shù)。茂金屬催化合成的茂聚乙烯，茂聚丙烯因其聚合物分子量大，分子空間結(jié)構(gòu)的規(guī)整度高，分子量分布窄，而使其產(chǎn)品存在著重要力學(xué)性能。然而也正因?yàn)樯鲜龇肿咏Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，導(dǎo)致了茂聚烯烴的難加工性，反過(guò)來(lái)也影響了茂聚烯烴生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。據(jù)說(shuō)國(guó)外采用共混技術(shù)解決了茂聚烯烴的加工問(wèn)題，國(guó)內(nèi)曾采用振動(dòng)式電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出設(shè)備將美國(guó)Phillips公司生產(chǎn)的茂聚乙烯吹成了薄膜，直觀(guān)手感其薄膜有極大的拉伸強(qiáng)度和極獨(dú)特的抗穿刺強(qiáng)度。因此，我們應(yīng)重視國(guó)產(chǎn)茂聚烯烴的加工問(wèn)題。

塑機(jī)進(jìn)展

在這個(gè)領(lǐng)域，我們搜集到的資料不十分全面，僅了解下述幾點(diǎn)進(jìn)展情況。

1．可視化螺桿類(lèi)塑料加工機(jī)械。

2．振動(dòng)－剪切塑料加工機(jī)械。其原理是在螺桿產(chǎn)生的剪切力的基礎(chǔ)上，又同時(shí)疊加了一個(gè)振動(dòng)力或振動(dòng)力場(chǎng)。振動(dòng)力的來(lái)源可以是由電磁場(chǎng)振蕩產(chǎn)生，或是由附加的步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生。振動(dòng)式電磁動(dòng)態(tài)塑料加工機(jī)械，由華南理工大學(xué)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界共同開(kāi)發(fā)，已有產(chǎn)品推向市場(chǎng)。另，四川大學(xué)，湖北工學(xué)院另有其他類(lèi)型的振動(dòng)－剪切塑料加工試驗(yàn)樣機(jī)自用。

3．超聲波輔助加工設(shè)備。共混體系，聚氯乙烯體系等，經(jīng)超聲波處理后，可改進(jìn)相容性，提高體系的可加工性。

4．磨盤(pán)輔助加工設(shè)備。共混體系經(jīng)磨盤(pán)研磨處理后，可改進(jìn)相容性，提高可加工性。

（撰稿：胡漢杰）

主要參考文獻(xiàn)：

１．《聚合物成型原理及成型技術(shù)》，瞿金平　胡漢杰　主編，2001年出版，化工出版社