高分子材料毕业论文
高分子材料毕业论文1
高分子材料成型技术分析。
高分子材料成型技术在工业上发展迅速,本文介绍了高分子材料成型技术的发展,探讨了其创新研究,并详细阐述了高分子材料成型技术的发展趋势。
高分子材料;成型加工;技术
近年来,航空工业、国防尖端工业等一些特殊领域的发展,对高分子材料的高强度、高模量、轻量化等性能提出了更高的要求,开发各种特定要求的高强度聚合物变得越来越迫切。
一、高分子材料成型技术的发展
近50年来,高分子合成工业取得了巨大的进步。比如造粒用的挤出机结构有了很大的改进,产量有了很大的提高。60年代单螺杆挤出机主要用于造粒,产量约为3t/h;70年代至80年代中期,采用连续混炼机和单螺杆挤出机造粒,产量约为10t/h;自20世纪80年代中期以来。采用双螺杆挤出机和齿轮泵造粒,产量可达40-45t/h,未来发展方向是产量可达60t/h..
1950年,世界塑料年产量为200万吨。20世纪90年代。塑料产量年均增长率为5.8%,2000年至2065.438+00年将增加到654.38+0.8亿t,全球塑料产量将达到3亿t,加之合成行业近期的减震,使得树脂的分子结构易于控制,加速大规模低成本生产。随着汽车工业的发展,节能、高速、美观、环保、乘坐舒适、安全可靠的要求越来越重要。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行业的发展。为了降低整车成本,增加车辆本身的有效载荷,增加塑料材料在车辆中的使用是至关重要的。
据报道,目前汽车上的100kg塑料件可以替代传统的汽车材料(如钢材等。)那个原来需要100-300kg。因此,汽车上越来越多的金属部件被塑料部件所取代。此外,约90%的汽车零部件需要通过模具成型。比如制造一辆普通汽车需要1200多套模具。在美国、日本等汽车制造业发达的国家,模具行业50%以上的产品都是汽车用模具。
目前,高分子材料加工的主要目标是高生产率、高性能、低成本和快速交货。产品正在向小尺寸、薄壁、轻量化方向发展;成型加工方面,由大规模向研发周期短的多品种转变,向低能耗、全回收、零排放方向发展。
第二,当今高分子材料成型加工技术的创新研究
(一)聚合物动态反应加工技术及设备
聚合物反应加工技术是在现有双螺杆挤出机的基础上发展起来的。国外Berstart公司开发了一种用于连续反应和混合的十螺杆挤出机,可以解决其他挤出机(包括双螺杆挤出机和四螺杆挤出机)作为反应器存在的问题。我国反应成型加工技术的研究和发展还处于起步阶段,但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术的大发展。交换法连续生产聚碳酸酯(PC)和尼龙的关键技术是缩聚反应器的反应挤出设备,我国每年生产数千万吨改性聚合物及其合金材料。关键技术也是反应挤出技术和设备。
目前国内外使用的反应处理设备原则上都是传统混合搅拌设备的产品,都存在传热、传质、混合和化学反应,反应产物分子量和分布不可控等问题。此外,设备投资成本高、能耗高、噪音大、密封困难也是传统反应处理设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术和设备在反应加工原理和设备结构上与传统技术完全不同。该技术将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出的全过程,以达到控制化学反应过程、反应产物的凝聚结构和反应产物的物理化学性质的目的。
该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合过程和停留时间分布的难点,解决了振动力场作用下聚合物反应过程中的质量、动量和能量传递与平衡问题,同时在技术上解决了设备结构集成问题。新设备具有体积小、重量轻、能耗低、噪音低、产品性能可控、适应性好、可靠性高等优点。这些优势是传统技术和设备无法比拟或根本无法比拟的。这项新技术使中国的聚合物反应加工技术直接走在了世界技术的前沿,在该领域处于领先地位。
(2)基于动态反应加工设备的新材料制备技术。
1.信息存储光盘基板的直接合成反应成型技术。该技术克服了传统方式中间环节多、周期长、能耗高、储运过程中易污染、成型前预处理复杂等问题。它集PC树脂生产、中间储运、盘基成型三大工艺为一体,结合动态连续反应成型技术,研究酯交换连续生产技术,开发光盘精密注塑成型设备,达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。
2.物理场强化制备聚合物/无机复合材料的新技术。该技术设计了无机颗粒在强振动剪切力场作用下的表面特性和功能(颗粒设计)。在设计的连续加工环境中,在不添加或少添加其他化学改性剂的情况下,通过聚合物对无机粒子进行原位改性、原位包覆和强制分散,实现聚合物/无机复合材料的连续制备。
3.热塑性弹性体的动态全硫化制备技术。该技术将振动力场引入混炼挤出全过程,控制硫化拉直过程,实现混炼过程中橡胶相的动态充分硫化,解决了混炼过程中* * *混合相的转相问题。开发了具有自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术和设备,提高了我国TPV的技术水平。
三、高分子材料成型技术的发展趋势
近年来,各新型成型设备国家工程研究中心已顺利完成国家火炬计划和国家?八五?、?九五计划?同时,高度重视科技成果的转化和产业化,完成了20多个产业化项目的配套工程,成立了广州华鑫科机械有限公司和北京华鑫科塑料机械有限公司,使其具有自主知识产权的新技术、新设备在国内外得到推广应用。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成7个规格系列,近两年在全国20多个省、市、自治区推广应用近800套。销售额超过1.5亿元,部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉国等国家,产生了良好的经济效益和社会效益。
比如2000年和2001年仅广东的PE电磁动态发泡板材生产线就为国家节约外汇近16万美元,每条生产线每年可为产品厂节约电费21万K。塑料电磁动态注塑机开发完善了五个规格系列,投入量产推向市场;塑料用电磁动态混合挤出机的中试和产业化工作已经完成,目前已有四个开发好的规格正在投产试用。目前市场对新设备的需求很好,新型聚合物成型设备国家工程研究中心正在重组广州华鑫科机械有限公司..把技术和资本结合起来,引入新的管理和市场机制,力争两三年内实现新设备年销售额过亿。中国已经加入世贸组织,所有行业都将面临严峻的挑战。
综上所述,我国必须走发展有中国特色的高分子材料成型技术与装备的道路,打破国外的技术封锁,实现从跟踪到跨越的转变;把握技术前沿,培育自主知识产权。是促进科研与产业结合,加快成果转化为生产力进程,加速我国高分子材料成型加工高新技术及其产业发展的必由之路。
参考资料:
[1]Chris Rauwendaal,聚合物挤出,卡尔·汉瑟出版社,慕尼黑/FkG,l999。
曲,聚合物动态塑化理论与技术[M]。北京科学出版社200547435。
曲,聚合物电磁动态塑化挤出方法与设备[J].中国专利9O101034.0,I990美国专利5217302,1993。
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高分子材料的发展前景
摘要:随着生产和技术的发展,以及人们对知识的追求,对高分子材料的性能提出了各种新的要求。在现代,高分子材料与金属材料、无机非金属材料一样,已经成为科学技术和经济建设中的重要材料。本文主要分析了高分子材料的发展前景和趋势。
关键词:高分子材料;发展;前景
一种高分子材料的发展现状及趋势
高分子材料作为一种重要的材料,经过大约半个世纪的发展,已经在各个工业领域发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高科技和现代生活密切相关的角度来看,人类已经进入高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人民生活提供大量数量大、范围广、变化快的新产品和新材料,而且要为高技术的发展提供更多更有效的高性能结构材料和功能材料。
鉴于此,我国高分子材料应在进一步发展通用高分子材料、提高技术水平、扩大生产以满足市场需求的基础上,重点发展工程塑料、复合材料、液晶高分子材料、高分子分离材料和生物医用高分子材料五个方向。近年来,随着电力、电子、信息、汽车、航空、航天和海洋开发等尖端技术领域的发展,为了适应这种发展的需要,我们应该取得进步?随着进一步发展,高分子材料在向高功能化、高性能化的不断转化中变得越来越活跃,并取得了重大突破。
二、高分子材料在各个领域的应用
1高分子材料在机械工业中的应用
高分子材料在机械工业中的应用越来越广泛。用塑料代替钢铁?,?塑料代替铁?它已成为当前材料科学研究的热点和焦点。这种研究拓宽了选材范围,使机械产品从传统的安全、笨重、高消耗向安全、轻便、耐用、经济转变。如聚氨酯弹性体,聚氨酯醋弹性体的耐磨性尤为突出,在煤油、砂浆混合物等一些有机溶剂中,其耐磨性低于其他材料。聚氨酯弹性体可制成浮选机的叶轮和盖板,广泛应用于有磨料磨损的浮选机中。另一个例子是聚甲醛,它具有突出的耐磨性,比尼龙对金属的同比磨损更小。用聚四氟乙烯、机油、二硫键、化学润滑改性,摩擦系数和磨损量更小。聚甲醛因其良好的机械性能和耐磨性,被广泛用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵和导轨的结构件。在汽车工业中,可替代锌、铜、铝等有色金属,也可替代铸铁和钢冲压件。
聚合物材料在燃料电池中的应用
聚合物电解质膜的厚度对电池的性能有很大的影响。降低膜的厚度可以大大降低电池的内阻,获得大的功率输出。全氟磺酸质子交换膜的骨架结构具有良好的机械强度和化学耐久性。氟化合物具有和尚水的特性,水容易排出。但电池运行时保水率下降,会影响电解质膜的导电性。因此,反应气体应该被加湿。聚合物电解质膜的加湿技术保证了膜优异的导电性,但也带来了电池体积增大、系统复杂以及低温环境下水的管理等问题。目前,一批新型高分子材料,如增强型全氟磺酸聚合物质子交换膜、耐高温芳杂环磺酸聚合物电解质膜、纳米碳纤维材料以及一种新型导电高分子材料等,引起了研究者的关注。
高分子材料在现代农业种子处理中的应用与发展
高分子材料在现代农业种子处理中的应用:新一代种子的化学处理一般可分为物理包裹,使用干、湿高分子成膜剂包裹种子。种子表面包衣是用高分子成膜剂将农药等成分包裹在种子表面。种子的物理制粒:将种子与其他高分子材料混合制粒,以改善种子的外观和形状,便于机械播种。现代农业种子处理用高分子材料的研发进展:种子处理用高分子材料已从石油高分子材料逐渐发展到天然、功能高分子材料。其中,较为常见和重要的高分子材料类型有多糖天然高分子材料、低温下膜性能良好的高分子材料、高吸水材料、温敏材料、综合利用天然生物资源开发的天然高分子材料等,其中生物资源可持续的种衣剂尤为引人注目。
高分子材料在智能隐身技术中的应用
智能隐身材料是随着智能材料的发展和装备隐身的需求而发展起来的一种功能材料。它具有感应外部信号和处理信息的功能。能够自动调整自身电磁特性、自我指挥并对信号做出最佳响应的材料/系统。不同于传统的外部隐身和内部雷达波隐身设计,它为隐身材料的开发和设计提供了一种全新的思路,是隐身技术发展的必然趋势。高分子材料由于可以在微观体系即分子水平上设计材料,并通过化学键和氢键组装,成为智能隐身领域的重要发展方向。
三、高分子材料的发展前景
1高性能
进一步提高耐高温、耐磨、耐老化、耐腐蚀和高机械强度是高分子材料发展的重要方向,在航空、航天、电子信息技术、汽车工业和家用电器等领域发挥着极其重要的作用。高性能聚合物材料的发展趋势主要包括创造新的聚合物,通过改变催化剂和催化体系、合成工艺、* *聚、* *混合和交联来改性聚合物,通过新的加工方法来改变聚合物的聚集态结构,以及通过微复合方法来改性聚合物材料。
2.高功能性
功能高分子材料是材料领域中最具活力的新领域。目前已开发出各种新型功能高分子材料,如能像金属一样导热导电的聚合物、能吸收自身重量数千倍的高吸水树脂、可用作人造器官的医用高分子材料等。鉴于以上发展,高分子吸水材料、光刻胶材料、高分子分离膜、高分子催化剂都是功能高分子的研究方向。
3复合
复合材料可以克服单一材料的缺点和不足,充分发挥不同材料的优势,扩大高分子材料的应用范围,提高经济效益。高性能结构复合材料是新材料革命的一个重要方向。目前主要应用于航空航天、造船、海洋工程等领域。未来复合材料的研究方向主要包括高性能、高模量的纤维增强材料的研发,高强度、优良加工性能和优异耐热性的基体树脂的合成,界面性能和粘接性能的改善,评价技术的提高。
4智能
高分子材料的智能化是一个具有挑战性的重要课题。智能材料使材料具有生物所具备的高级智能,如预见、自诊断、自修复、自识别等特性,并能对环境变化做出满意的回答。根据人体状态控制和调节药物释放的微胶囊材料,根据生物体的生长或愈合情况持续生长或分解的人造血管和人造骨,以及其他医用材料。从功能材料到智能材料是材料科学的又一次飞跃,是新材料、分子和原子工程技术、生物技术和人工智能融合的产物。
5.格林(姓氏);绿色的
虽然高分子材料对我们的日常生活起到了很大的促进作用,但是我们仍然不能低估高分子材料带来的污染。那些能够节约能源和资源,排放较少废物,污染环境,并能从生产到使用过程中循环利用的高分子材料已经引起了人们的极大关注,即要求高分子材料的绿色生产。主要有以下几个研究方向:发展原子经济聚合,选择无毒无害的原料,利用可再生资源合成高分子材料,高分子材料的回收利用。
四个结束语
高分子材料为中国的经济建设做出了重要贡献。中国已经建立了比较完整的高分子材料研究、开发和生产体系。虽然我国在材料的开发和综合利用方面起步较晚,但目前已经取得了较好的进展。应提高其整体技术水平,致力于创新聚合反应和方法,开发多种绿色功能材料和智能材料,提高人类生活质量,满足各行业和新技术的需求。
参考资料:
【1】金冠泰。高分子化学理论与应用,中国石化出版社,1997。
[2]季才贵等.高分子光化学原理及应用复旦大学出版社,2003年第6期.
李,,项福如。高分子合成原理与技术,科学出版社,1999。
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