高分子材料成型加工技术的进展.pdf

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1、2008 年 第 9 期 广 东 化 工 第 35 卷 总第 185 期 3 高分子材料成型加工技术的进展 吴刚(广东省石油化工建设工程质量监督站，广东 广州 510034)摘 要讨论了塑料成型加工技术的现状，介绍了挤出、注塑、吹塑、压延等典型的塑料成型加工工艺原理与技术特点，综述了高分子材料成型加工技术的新进展。关键词塑料；成型；发展 中图分类号TB324 文献标识码A 文章编号1007-1865(2008)09-0003-04 Progress of Plastics Molding Technology Wu Gang(Guangdong Provincial Petro-chemica

2、l Construction Quality Supervision Station,Guangzhou 510034,China)Abstract:The paper introduced the current technology of plastics molding,briefly described the principles and characteristics of the typical processes like extruding,molding,blowing,dusting etc,and the development trend of plastics mo

3、lding technology was reviewed.Keywords:plastics；molding；development；review 随着工业化技术的发展和人民生活水平的提高，人们对塑料产品种类和质量的需求也越来越高。高分子材料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的，因此从应用角度来讲，以对高分子材料赋予形状为主要目的成型加工技术有着重要的意义。高分子材料的主要成型方法有挤出成型、注射成型、吹塑成型、压延成型等，文章综述了高分子材料成型加工技术的最新进展。1 挤出成型 挤出成型主要是利用螺杆旋转加压方式，连续地将塑化好的成型物料从挤出机的机筒中挤入机头，熔融物料通过机头口模成型

4、为与口模形状相仿的型坯，用牵引装置将成型制品连续地从模具中拉出，同时进行冷却定型，制得所需形状的制品。挤出成型主要包括加料、塑化、成型、定型等过程。要获得外观和内在质量均优良的型材制品，是与原材料配方、挤出设备水平、机头模具设计与加工精度、型材断面结构设计及挤出成型工艺条件等分不开的。挤出成型工艺参数的控制包括成型温度、挤出机工作压力、螺杆转速、挤出速度、牵引速度、排气、加料速度及冷却定型等。挤出工艺条件又随挤出机的结构、塑料品种、制品类型、产品的质量要求等的不同而改变1。1.1 共挤出技术 共挤出技术是用两台或者两台以上单螺杆挤出机或双螺杆挤出机将两种或多种聚合物同时挤出并在一个机头中成型多

5、层板式或片状结构等的一步法加工过程。共挤出技术避免了传统的高代价且复杂的多步层压或涂层工艺，可容易地成型为具有特殊性能的薄层或超薄层，使之具有着色、遮蔽紫外线、提供阻隔性、控制薄膜表面特性等，也可方便地将各种添加剂如抗结块剂、抗滑移剂和抗静电剂等加入到需要的任何一层。专 稿 专 稿 收稿日期 2008-05-14 作者简介 吴刚(1956-)，男，山东人，本科，高级工程师，主要从事石油化工建设工程质量监督工作。广 东 化 工 2008 年 第 9 期 4 第 35 卷 总第 185 期 按照共挤物料的特性，可将共挤出技术分为软硬共挤、芯部发泡共挤、废料共挤、双色共挤等。共挤出技术可以在一个工序

6、内完成多层复合制品的挤出成型，绝大多数共挤出复合制品不需要基材和粘合剂，具有生产成本低、工艺简单、能耗低、生产效率高、制品种类多等特点，特别适合于生产复合薄膜、板材、管材等复合制品，是目前多层复合制品最有发展前景的复合成型技术之一，可供共挤出的物料不仅有聚合物，还可以是金属、无机材料等。共挤出技术是当代广泛应用的先进的聚合物加工方法，共挤出技术已广泛应用于复合管材、复合薄膜、板材、异型材、光纤、电线、电缆等复合制品的生产，随着共挤出技术的发展，其应用领域会进一步拓宽。多层共挤复合机头是研究和开发的热点，也是共挤复合研究的难点。开发高效、节能的多层结构单机共挤出设备是共挤出设备的发展趋势2。1.

7、2 挤出注射组合技术 挤出和注射成型组合的直接成型技术可将聚合物粉料与磁粉、无机颜料、玻璃纤维等通过双螺杆挤出机混合后直接注塑成型。其突出优点是可以更加灵活地调节复合物的配方。省去了造粒、包装、干燥等工序，大幅度地降低了设备费用和减少了生产时间、从而降低了成品的成本。Krauss Mallei 公司推出了型号 KMl000-6100IMC 的这种组合设备，一个特殊的注射装置与双螺杆挤出机相结合代替了传统的塑化单元，计量器将连续操作的挤出机和间歇操作的成型装置连接在一起。Husky 公司也推出了与阳模相连的Operion Werner&Pfleiderer 40 m 双螺杆的挤出注射组合机。该技

8、术适用于多种材料的成型，即可为单个的聚合物，如ABS、AS、EVA、PA、PC、PE、PET、PBT、POM、PP、PS、PMMA、LCP 等；也可为复合材料，如聚合物与玻璃纤维(GF)、CaCO3、云母、滑石粉、硅石、颜料、Fe2O3的混合物；还可为聚合物合金。如 ABS、AS、PS、PVC、SAN 合金；PA/HDPE、PBT、PET 合金及 PC/ABS、PET、PBT 合金等。1.3 成型技术 挤胀成型技术是一种塑性成型方法，主要适用于加工细口制件或一些较复杂的中空制品，这些制品通常是采用旋转模塑、注塑或吹塑方法成型的。其基本过程是：预成型的管坯在组合外力的作用下沿径向外扩张，通过塑性

9、变形形成与模具型腔相一致的制品。挤胀成型的基本工艺过程为：将管坯放入模具并在管坯内填入胀形介质；对管坯及其内部的胀形介质施加挤压力，使管坯材料在一定的应力状态下变形并流向其径向的模腔自由空间；管坯在胀形介质产生的内压作用下不断变形，得到与模腔形状相同的制件；外力撤消后，胀形介质恢复原状或散开，从制品内部取出3。挤胀成型技术出现于20世纪40年代的金属成型加工领域，虽然没有在塑料加工领域获得广泛的应用，但与常规的塑料成型技术相比，这种方法具有以下特点：成型设备结构相对简单，成型模具的结构简洁；被加工材料不产生相变而且成型过程通常都是在较低温度下进行，能耗低；控制系统比较简单，工艺控制十分灵活，通

10、过控制挤胀行程，利用同一副模具有可能得到不同尺寸的制品；能充分利用挤出制型坯的高生产率和低成本；在生产批量较小的情况下能大幅度降低生产成本。1.4 反应挤出工艺 反应挤出工艺是连续地将单体聚合并对现有聚合物进行改性的一种方法，因可以使聚合物性能多样化、功能化且生产连续、工艺操作简单和经济适用而普遍受到重视。该工艺的最大特点是将聚合物的改性、合成与聚合物加工这些传统工艺中分开的操作联合起来。反应挤出成型技术是可以实现高附加值、低成本的新技术，已经引起世界化学和聚合物材料科学与工程界的广泛关注，在工业方面发展很快。与原有的成型挤出技术相比，有明显的优点：节约加工中的能耗；避免了重复加热；降低了原料

11、成本；在反应挤出阶段，可在生产线上及时调整单体、原料的物性，以保证最终制品的质量。反应挤出机是反应挤出的主要设备，一般有较长的长径比、多个加料口和特殊的螺杆结构。它的特点是熔融进料预处理容易；混合分散性和分布性优异；温度控制稳定；可控制整个停留时间分布；可连续加工；未反应的单体和副产品可以除去；具有对后反应的控制能力；可进行粘流熔融输送；可连续制造异型制品。1.5 固态挤出工艺 固态挤出有直接固态挤出和静液压挤出两种方法，是指使聚合物在低于熔点的条件下被挤出口模。固态挤出一般使用单柱塞挤出机，柱塞式挤出机为间歇性操作。柱塞得移动产生正向位移和非常高的压力，挤出时口模内的聚合物发生很大的变形，使

12、得分子严重取向，其效果远大于熔融加工，从而使得制品的力学性能大大提高。2 注射成型技术 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。由于它具有应用面广、成型周期短、花色品种多、制件尺寸稳定、产品效率高、模具服役条件好、塑料尺寸精密度高、生产操作容易、实现机械化和自动化等诸方面的优点。因此，在整个塑料制件生产行业中，注射成型占有非常重要的地位。目前，除了少数几种塑料品种外，几乎所有的塑料(即全部热塑性塑料和部分热固性塑料)都可以采用注塑成型。注射成型技术的发展主流一般以多种方式的组合为基础，具有如下技术特征：(1)以组合不同材料为特征的注射成型方

13、法，如镶嵌成型、夹心成型、多材质复合成型、多色复合成型2008 年 第 9 期 广 东 化 工 第 35 卷 总第 185 期 5 等；(2)以组合惰性气体为特征的注射成型方法，如气体辅助注射成型、微孔泡沫塑料注射成型等；(3)以组成化学反应过程为特征的注射成型方法，如反应注射成型、注射涂装成型等；(4)以组合压缩或压制过程为特征的注射成型方法如注射压缩成型、注射压制成型、表面贴合成型等；(5)以组合混合混配为特征的注射成型方法，如直接(混配)注射成型等；(6)以组合取向或延伸过程为特征的注射成型方法，如磁场成型、注拉吹成型、剪切场控制取向成型、推拉成型、层间正交成型等；(7)以组合模具移动或

14、加热等过程为特征的注射成型方法，如自切浇口成型、模具滑合成型、热流道模具成型等。2.1 辅助注塑技术 2.1.1 气体辅助注射成型 气体辅助注塑 GAIM 技术比普通注塑多一个气体注人阶段，由气体推动塑料熔体充满模具型腔。GAIM 具有节省原料、减少合模力、缩短冷却时间、防止制品缩痕、减少内应力、减少或消除制品翘曲、提高制品表面性能、提高生产效率、降低生产成本等优点。气体辅助注射成型近年来发展较快，国外很多公司相继开发了具有不同特征的新方法，如日本旭化成公司的 AGI 法、三菱工程塑料公司的CINPRES法及出光石油化学公司的GIM法等，但各方法的基本原理完全相同。气体辅助注射成型的工作过程可

15、分为四个阶段：第一阶段为熔体注射，即将熔融的塑料熔体注射到模具型腔中，分为“欠料注射”和“全料注射”。第二阶段为气体注射，可于注射期的前、中、后期注入气体，气体的压力必须大于塑料熔体的压力以达到使塑件成中空状态。第三阶段为气体保压当塑件内部被气体充填后，制件在保持气压的情况下冷却，气体由内向外施压使制品外表面紧贴模壁，通过气体二次穿透从内部补充因冷却带来的体积收缩。第四阶段为制件脱模，随着冷却周期的完成，排出气体，塑件由模腔取出。气体辅助成型的塑料制件大致可分为三类：管形和棒形制件如衣服架、扶手、椅背、刷棒、方向盘，主要是利用气体穿透形成气道来节省材料和缩短成型周期；板状制件如汽车仪表板、办公

16、家具，主要是减小翘曲变形和对注塑机的吨位要求，以及提高制件的刚性、强度和表面质量；厚薄不均的复杂制件如家电外壳、汽车部件可通过一次成型简化工艺。2.1.2 水辅助注塑 WAIT 成型技术 水辅助注塑 WAIT 成型中空制品的原理与 GAIM 的基本相似，其过程由 5 个步骤组成：(1)注射塑料熔体；(2)注入水以推动塑料熔体型芯；(3)保持水压(还可以不断注水)；(4)释放压力，通过重力或压缩空气将水排出，如果加工温度高水蒸汽的压力也可以排水；(5)开模。WAIT 有短射、回流注射、溢流注射和流动注射 4 种成型方式。目前，WAIT 可以应用于中空弯曲件、杆件、截面厚薄不同的复杂件、较大薄壁件

17、的成型，例如介质导管、汽车门把手、汽车顶梁、踏板、扶手、带支架的板件等制品的生产4-5。2.2 电磁式聚合物动态塑化注射成型 电磁式聚合物动态塑化注射成型的要点是在电磁式直线脉冲驱动的注射装置中，由电磁场产生的机械振动力场被引人物料的塑化、注射、保压全过程，实现了动态塑化注射成型全过程均处于周期性振动状态 这种过程完全不同传统螺杆式塑化注射过程。螺杆在电磁式直线脉动驱动装置的作用下向前直线脉动位移，将熔体注入模腔，熔体的压力将随螺杆的脉动而周期性变化，这种作用同样使熔体粘度及弹性降低，流动阻力减小，加速了充模过程。模腔充满熔体后，螺杆继续作轴向脉动，保持模腔中物料压力周期性变化，使物料的温度、

18、内应力得到均化，同时冷却缩孔能得到快速补充熔料，保压时间可缩短。如果选用与无振动力场的稳态充模保压过程相同熔体流动阻力，则熔体温度及模腔温度可以降低，制品质量可以提高，解决了传统注射成型技术中注射温度高、成型制品所需冷却时间长的问题。该成型方式可以降低成型温度及压力，提高生产效率，降低能耗。2.3 微孔泡沫塑料注射成型 国内外微孔塑料的成型主要有间歇成型、连续挤出成型和注射成型等技术。与传统塑料发泡技术比较，微孔塑料发泡注射成型技术既不需要化学发泡剂，也不要以烃基为原料的物理催化剂、发泡剂等及其它相关反应成分。微孔泡沫塑料注射成型已可生产壁厚为 0.5 mm 的薄壁大部件及尺寸精度要求高的、形

19、状复杂的小部件。它推翻了长期一直认为发泡成型只能完成厚壁制品的生产的观点。与传统的发泡成型形成的最小孔径为 250 m 的不均匀的微孔相比。现在的工艺形成的微孔大小均匀。孔径在 550 m，这样的微孔结构也赋予比传统方法制备的制品更高的机械性能和更低的密度。在力学性能不损失的情况下，重量可降低 10%。而且可减少制品的翘曲、收缩及内应力。微孔泡沫塑料注射成型可加工多种聚合物，如PP、PS、PBT 工程塑料，PA 及 PEEK。合理利用微孔注射成型技术可以扩大产品结构形式、提高生产效率、降低生产成本6。2.3.1 热诱导相分离法 热诱导相分离法出现得较早，它首先将聚合物溶于溶剂中，然后升高温度使

20、溶液形成均相体系，再迅速降温，使体系发生相分离，从而得到带有微孔结构的聚合物，最后通过升华、干燥或超临界萃取的方法将溶剂与聚合物分开。2.3.2 单体聚合反应法 单体聚合反应法是通过利用微乳液稳定有序的微观结构，将聚合单体分散在微乳液中进行聚合，从而得到微孔泡沫固体材料。这种方法制取的微孔结构比较均匀。2.3.3 超饱和气体法 广 东 化 工 2008 年 第 9 期 6 第 35 卷 总第 185 期 超饱和气体法是目前最常用的方法，按照生产方式可分成间歇法和连续法。连续挤出法是目前微孔塑料制备方法中的主要研究方向。其基本原理为：使聚合物在高压(630 MPa)下被惰性气体 CO2或 N2)

21、所饱和，形成聚合物/气体均相体系，然后升高温度或降低压力，再通过控制压力或温度，降低气体在聚合物中的溶解度，产生超饱和状态，使气体在聚合物中的溶解度降低，利用含有超饱和气体的聚合物的热力学不稳定性促使气泡成核并长大，最后通过降温定型得到微孔塑料。2.4 注射结构发泡成型技术 注射结构发泡成型技术既保留了注射成型工艺中的许多优点，又避免了传统注射成型工艺中的一些问题，如制品强度不够、生产周期过长、模塑率低等，还能减轻制品质量，保证差异较大制品的成型质量等。另外，结构发泡技术还可模塑大型复杂制品、使用低成本模具、多模可同时操作，从而降低制品生产成本。结构发泡多采用多点低压注塑技术进行生产。注射结构

22、发泡工艺中，往往采用的设计是多点喷嘴并顺序注射。这样可以减少工作流程，并降低所需的工作压力，同时增加设备的生产能力，提高产量，还能消除制品表面的熔接痕。如利用结构发泡方法可制成有高强度、高模量、高抗冲击同时又有高损耗因子(力学阻尼性)的 P U 结构泡沫6。2.5 复合熔芯注射成型技术 实现复合熔芯注射成型工艺的过程大致分三阶段：(1)复合熔芯的制备：先将模具型芯金属基体放人预制的铸造母模中定位好，然后浇注低熔点合金，成形后作外形修整至精度要求，备用；(2)熔芯注射成型：利用已制备的复合熔芯作嵌件放入模具中按普通注射工艺进行注射成型；(3)熔芯加热分离：低熔点合金、嵌件与塑件加热分离的过程也称

23、为脱熔，常用的脱熔方法很多，例如感应加热法(有可能导致金属氧化)；恒温炉红外线加热法；浴熔法(将制件和复合型芯浸入热流体中脱熔)；热流体诱导加热法(在熔芯内通入循环热流体)等。脱熔过程中要注意加热温度应低于塑料的高弹态温度，预防塑件变形。与整体熔芯相比，复合熔芯的优点有：(1)由于低熔点合金的收缩率较大，制备整体低熔点合金熔芯时，很难确保其在模具中的定位精度，甚至需要二次加工获得。使用复合熔芯可提高安装定位的互换性精度，而且型芯嵌件可反复使用；(2)型芯嵌件增加复合熔芯的整体刚性，防止熔芯在注射压力和塑料熔体冲击的作用下产生变形；(3)由于合金和塑件的热膨胀系数不相同，复合熔芯可减少注射成型后

24、熔芯和塑件加热分离时出现塑件被胀裂的现象；(4)熔芯制备的工艺简单，提高效率；(5)熔芯制备所需的合金减少，制备熔芯所需的能量降低7。2.6 多组分注射成型 由 Rifton N Y 最新开发的双注射技术是利用一个螺杆置于另一个螺杆之中的设计注射两种不同的聚合物制造具有多层结构的物品，这两个套在一起的螺杆在顶端汇合，顶端有一个内切断阀。这种简单的设计比多模头共注塑机成本低。该设备可生产软硬结构的物品或胶囊。NetstalSynErgy2C 型双组分注塑机的最大注射压力为660 t，在 K2001 展示台上。它演示了 PBT 和热固性液体硅橡胶生产多层结构制品的过程；DemagErgotech

25、采用 Gram 技术生产三组分医疗用品，其注射系统绕中心板旋转 90 度，可改变 3 次位置而双组分技术每次绕中心板旋转 180 度。2.7 压缩流体反溶剂沉淀法 压缩流体反溶剂沉淀法是以过饱和 CO2液体上面的过饱和蒸气为反溶剂，将聚合物溶液通过毛细管喷射进入液态 CO2之中，当溶剂与过饱和 CO2接触时，由于溶剂对过饱和 CO2的吸收而使其体积稀释膨胀，从而改变溶剂与溶质间的作用力、降低溶剂的溶解能力，使溶质过饱和而沉淀析出微孔颗粒。最后经过滤或由过饱和 CO2携带出溶剂8。3 吹塑成型技术 吹塑，这里主要指中空吹塑(又称吹塑模塑)是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中空制品的

26、方法，是第三种最常用的塑料加工方法，同时也是发展较快的一种塑料成型方法。吹塑用的模具只有阴模(凹模)，与注塑成型相比，设备造价较低，适应性较强，可成型性能好(如低应力)、可成型具有复杂起伏曲线(形状)的制品。3.1 中空制品的吹塑 中空制品的吹塑包括三个主要方法：挤出吹塑：主要用于未被支撑的型坯加工；注射吹塑：主要用于由金属型芯支撑的型坯加工；拉伸吹塑：包括挤出一拉伸一吹塑、注射一拉伸一吹塑两种方法，可加工双轴取向的制品，极大地降低生产成本和改进制品性能。此外。还有多层吹塑、压制吹塑、蘸涂吹塑、发泡吹塑、三维吹塑等。但吹塑制品的 75%用挤出吹塑成型，24%用注射吹塑成型，l%用其它吹塑成型；

27、在所有的吹塑产品中，75%属于双向拉仲产品。挤出吹塑的优点是生产效率高、设备成本低、模具和机械的选择范围广；缺点是废品率较高。废料的回收、利用差，制品的厚度控制、原料的分散性受限制，成型后必须进行修边操作。注射吹塑的优点是加工过程中没有废料产生，能很好地控制制品的壁厚和物料的分散。细颈产品成型精度高，产品表面光洁，能经济地进行小批量生产。缺点是成型设备成本高，而且在一定程度上仅适合于小的吹塑制品。较新的成果有：采用改进型红外加热技术进行再吹塑成型；非常高速的旋转挤塑压力，主要应用在牛奶瓶的生产上；模具附设在梭式压机上以补偿喷流现象；通过对取向结晶和热结晶、预成型坯和模温、吹气压力，以及型坯在模

28、腔内停留时间的严格控制，进行连续性热定形 PET 瓶的生产9。3.2 高温吹塑成型技术 2008 年 第 9 期 广 东 化 工 第 35 卷 总第 185 期 7 在过去的 10 年间主要吹塑成型加工处于低温的挤出吹塑成型，近年来，吹塑制品采用了高耐热热塑性塑料，如 PPS、PEEK 等，吹塑成型加工温度在 250350，为此，吹塑成型机和模具的冷却装置能够适应高温和低温冷却频繁交替热胀冷缩成为高温吹塑成型的技术关键，一股采用高温进气吹塑成型方法。3.3 多层吹塑成型技术 多层吹塑成型工艺常用于加工防渗透性容器，特别是大型容器，其改进工艺是增设一个阀门系统，在连续挤出过程中可更换塑料原料，因

29、而可交替生产出硬质和软质制品。生产大型制件如燃油箱或汽车外结构板材时，在冷却过程中需降低模腔内压力以调整加工循环周期。解决方法是先将熔料储存在挤出螺杆前端的熔槽中，再在相当高速下挤出型坯，以最大限度减少型坯壁厚的变化，从而确保消除垂缩和挤出膨胀现象。汽车用大型吹塑零部件的广泛应用，促进了吹塑成型加工技术的发展。为了满足汽车燃料油箱、筒等技术要求，必须采用多层不同材质的吹塑成型，一般为 46 层，如主材内、外层采用超高分子量 PE 占 40%，阻隔层 3%，粘接层为改性PE，占 2%，回收层占 40%。多层复合采用的材质不同外观、性能也不尽相同。3.4 吹塑发泡技术 吹塑发泡技术也是一门新兴的工

30、艺，它的基本过程与普通塑料的中空吹塑成型相似，主要包括：用挤出法或注射法生产预成型坯件；将未发泡或少量发泡(注射法)、已发泡(挤出法)的坯件放入中空成型模具，进一步加热使坯件变软并完成发泡；通过压缩空气吹胀成型；冷却定型，开模取出制件。加拿大一间公司使用氮气作为中空吹塑发泡剂，生产出低发泡中空吹塑制件，并使用专门设计的螺杆来定量控制氮气的注入。日本的一些公司共同开发了一种将吹塑成型与发泡成型相结合的结皮发泡成型技术，它的关键工艺是在外皮树脂(型坯)未冷却固化时，就立即将发泡泡沫充注入该中空体内。再用蒸汽将此发泡泡沫加热，使发泡泡沫相互合并同时使此泡沫与外皮树脂的内面融合，冷却后即为结皮发泡成型

31、品，该制品具有重量轻、刚性强、隔热性好等优点。4 成型加工模拟技术及软件 澳大利亚 MOLDFLOW 公司于 1976 年发布了世界上第一 套 塑 料 注 射 成 型 流 动 分 析 软 件 Mold_flow Plastic Insight(MPI)，二十世纪八十年代初期，美国 AC-Tech公司也发布了注射成型分析软件 C-MOLD，2000 年 4 月，MOLDFLOW 公司收购了 AC-Tech公司，并于 2001 年发布了集 MPI2.0 和 C-MOLD2000 优点于一体的 MPI3.0，今年初，推出了 4.0 版。MPI 软件一直主导塑料注射成型 CAE 软件市场。POLYFL

32、OW 是基于有限元法的用于粘弹性流体的模拟软件，1982 年由比利时的 Louvain 大学开发，1988 年成立了POLYFLOW 公司，1997 年被世界著名的流体分析软件公司FLUENT 收购。现在的最新版本是 3.10 版。POLYFLOW 软件包括 5 个主要模块，GAMBIT、POLYDATA、POLYMAT、POL STAT 和 FLUENT/Post。POLYFLOW 软件特别适合于塑料成型加工、玻璃工业以及食品行业。在塑料成型加工中的应用包括：热成型、挤出成型、共挤出成型、中空吹塑成型、流涎薄膜、纤维拉伸、涂覆成型、模压成型、共混、反应加工等，几乎覆盖了所有的塑料加工方法。国

33、内主要是运用商品化的 CAE 软件对某一领域进行理论与实验研究，如用通用 CAE 软件 Ansys 对挤出机双螺杆进行三维流场分析，用 POLYFLOW 软件对挤出机螺杆进行数值模拟、优化各种口模设计等，同时也进行了软件开发，但真正商品化软件还没有出现10。自 80 年代以来，北美和欧洲的许多研究小组对聚合物熔体流经管道、口模和成型设备的各个方面进行了深入的调查、研究，推出了关于聚合物流动的有限元分析软件美国的FIDAP 和 NEKTON，比利时的 POLYFLOW 和加拿大 POLYCAD 等。90 年代，已将研究重点置于材料的粘弹性、复杂三维模拟以及取向、残余应力和固化现象的研究。另外，计

34、算方法在双螺杆挤出、热成型、薄膜吹塑、反应注射成型和气体辅助注射成型的工艺条件设定方面的应用，也成为研究热点11。专家系统也称专家咨询系统，是人工智能的一个分支，是一种智能计算机(软件)系统。它拥有相当数量的专家知识，能模拟专家的思维，在解决困难、复杂的实际问题时能达到专家级水平。专家系统的显著特点是具有推理能力，使得专家和专家知识的应用不受时间和空间的约束，为更多的专业和管理人员提供各种咨询、分析和决策，从而对各种成型加工过程进行更精确的模拟。目前各国学者都在研究新模型、新算法及新的成型模拟系统，并将模拟软件与制品设计、模具设计与制造紧密结合，开发一体化的专家系统，使计算机模拟技术呈现智能化

35、、集成化的趋势12。5 其他塑料成型技术 5.1 塑料激光塑性成型(1)塑料激光塑性成型机理与金属激光塑性成型机理相同，并且都向吸收激光能量的一面弯曲。(2)聚乙烯塑料的拉伸屈服应力和弯曲强度在加热温度达到 60 时下降，温度未达到 l60 上之前拉伸屈服应力和弯曲强度变化不大。(3)材料 表面温度必须在材料结晶融解温度以下进行加工，才能保证激光塑性成型不降低材料的机械性能。(4)设计不同的激光扫描路(下转第 61 页)2008 年 第 9 期 广 东 化 工 第 35 卷 总第 185 期 61 3 结论 利用正交设计和数理统计的方法对三乙胺催化合成 N-苯基马来酰亚胺的工艺条件进行优化，最

36、佳工艺条件：催化剂/苯胺=0.7，溶剂乙酸乙酯/苯胺=5，脱水剂乙酸酐/苯胺=1.75，阻聚剂 11.5%硫酸镍水溶液/苯胺=0.04(均为体积比)，反应温度为 55，反应时间为 3 h，溶剂回收温度 58。N-苯基马来酰亚胺收率 90.7%。参考文献 1李海燕，潘锦ABS 树脂耐热改性剂-N-苯基马来酰亚胺J精细与专用化学品，2001，(10)：25-28 2崔健 N-苯基马来酰亚胺的合成研究进展及应用J.现代塑料加工应用，2001，13(2)：53-55 3胡雄杰，单国荣，翁志N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯腈/a-甲基苯乙烯乳液共聚合动力学J化学工程于工艺，2006，1(22)：74-7

37、7 4王新江，还兰红N-苯基马来酰亚胺的应用与合成J化学工业与工程技术，2001，22(1)：19-22 5冯柏成，贺继懂，王娟N-苯基马来酰亚胺的开发与市场展望J精细石油化工，1999，2：52-54 (本文文献格式：杨鑫莉正交实验优化 N-苯机马来酰亚胺合成工艺J广东化工，2008，35(9)：58-61)(上接第 7 页)径和涂料的涂抹方法、位置，可以制造各科形状的塑料零件13。5.2 半结晶塑料激光焊接技术 迄今为止，除了无定形热塑性塑料如聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以外，激光焊只能用于连接相似的热塑性塑料。然而德国亚琛大学塑料加工研究所(IKV)完成了一项研究项目，

38、其初步结果表明，通过使用激光传输焊接和隔层薄膜的方法也可以将聚酰胺-12(PA-16)焊接到热塑性塑料上，如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)(也就是半结晶聚合物)。事实上，这种隔层膜技术是以两个制品之间连接区中放置的吸收薄膜为基础。激光束使吸收膜熔化，通过热传导，两个制品焊接完成。据德国亚琛大学塑料加工研究所的研究人员介绍，这种新型激光焊接方法通过使用和优化其它的促进剂体系，还能扩大应用于其它材料。5.3 激光烧结技术 激光烧结技术可在 CAD 造型的基础上对塑料零件直接进行加工，节省了生产模具的成本，是一种很有潜力的节省模具和存货成本的技术。它能帮助公司突破设计，

39、为大规模生产做好准备。这种由 EOS 公司提供的系统可将聚酞胺粉末，加工成原型的内饰件、发动机零件等。生产出的零部件，如进气歧管、门内板、仪表板、车内通风管和车灯外壳等的强度足以满足试验车辆在跑道上进行测试的要求，比注塑技术更能降低开发和制造成本。有了这些零件，可以在开发的早期阶段获得更多的数据，而故障则可以在尚未造成很高代价前的阶段被排除14。6 结语 近年来，塑料加工成型的技术取得了显著的进步，其发展总趋势是不断满足高分子制品向高度集成化、高度精密化、高产量等方面发展的要求，实现对制品材料的聚集态、相形态、组织形态等方面的控制，或实现对制品进行异质材料的复合，最大程度地发挥聚合物的特性，达

40、到制品高性能的目的。深入研究塑料成型加工技术与装备，克服制品中的缺陷，对科技进步与人们高标准的生活要求有重要意义。参考文献 1高峰塑料成型加工实用技术讲座(第七讲)塑料异型材的挤出成型J工程塑料应用，2003，31(9)：58-62 2贾明印共挤出技术在聚合物成型加工中的应用及其设备的最新进展J工程塑料应用，2006，34(1)：66-69 3何亚东 一种新的塑料加工技术塑料挤胀成型方法J 塑料，2003，32(3)，20-25 4黄汉雄 高分子材料成型加工装备及技术的进展、趋势与对策(上)J 橡塑技术与装备，2006，32(5)：11-21 5孙阳微孔塑料的注射成型研究进展J塑料，2006，

41、35(1)：88-92 6黄诗君 复合熔芯注射成型的工艺研究J 橡塑化工时代，2006，18(1)：13-14 7李海梅塑料成型加工实用技术讲座(第九讲)吹塑成型发展现状J工程塑料应用，2003，31(11)：54-58 8刘际泽最新吹塑成型技术J塑料，2006，35(6)：99 9李洪春 微孔塑料的成型原理、制备和最新发展J 工程塑料应用，2006，34(12)：76-79 10于骊 专家系统在塑料注射成型加工中的应用J 广东塑料，2005(1)：16-20 11文劲松 塑料成型加工模拟技术及软件应用J 计算机辅助工程，2003，12(4)：56-62 12申长雨 塑料成型加工过程的 Cae 技术J 塑料加工，2005，40(2)：32-37 13何东野塑料激光成型新技术J塑料工业，2006，34(4)：33-35 14李彩虹塑料成型加工技术与装备的研究现状及发展J南京工业职业技术学院学报，2005，5(2)：85-87 (本文文献格式：吴刚 高分子材料成型加工技术的进展J 广东化工，2008，35(9)：3-7)