近年來(lái)，某些特殊領(lǐng)域如航空工業(yè)、國防尖端工業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展對聚合物材料的性能提出了更高的要求，如高強度、高模量、輕質(zhì)等，各種特定要求的高強度聚合物的開(kāi)發(fā)研制越來(lái)越顯迫切。

　　一、高分子材料成型加工技術(shù)發(fā)展概況

　　近50年來(lái)，高分子合成工業(yè)取得了很大的進(jìn)展。例如，造粒用擠出機的結構有了很大的改進(jìn)，產(chǎn)量有了極大的提高。20世紀60年代主要采用單螺桿擠出機造粒，產(chǎn)量約為3t／h；70年代至80年代中期，采用連續混煉機+單螺桿擠出機造粒，產(chǎn)量約為10t／h；80年代中期以來(lái)。采用雙螺桿擠出機+齒輪泵造粒，產(chǎn)量可以達到40-45t／h，今后的發(fā)展方向是產(chǎn)量可高達60t／h。在l950年，全世界塑料的年產(chǎn)量為200萬(wàn)t。20世紀90年代。塑料產(chǎn)量的年均增長(cháng)率為5.8％，2000年增加至1.8億t至2010年，全世界塑料產(chǎn)量將達3億t，此外。合成工業(yè)的新近避震使得易于璃確控制樹(shù)脂的分子結構，加速采用大規模進(jìn)行低成本的生產(chǎn)。隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，節能、高速、美觀(guān)、環(huán)保、乘坐舒適及安全可靠等要求對汽車(chē)越來(lái)越重要．汽車(chē)規模的不斷擴大和性能的提高帶動(dòng)了零部件及相關(guān)材料工業(yè)的發(fā)展。為降低整車(chē)成本及其自身增加汽車(chē)的有效載荷，提高塑料類(lèi)材料在汽車(chē)中的使用量便成為關(guān)鍵。

　　據悉，目前汽車(chē)上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統汽車(chē)材料（如鋼鐵等）。因此，汽車(chē)中越來(lái)越多的金屬件由塑料件代替。此外，汽車(chē)中約90％的零部件均需依靠模具成型，例如制造一款普通轎車(chē)就需要制造1200多套模具，在美國、日本等汽車(chē)制造業(yè)發(fā)達的國家，模具產(chǎn)業(yè)超過(guò)50％的產(chǎn)品是汽車(chē)用模具。目前，高分子材料加工的主要目標是高生產(chǎn)率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質(zhì)方向發(fā)展；成型加工方面，從大規模向較短研發(fā)周期的多品種轉變，并向低能耗、全回收、零排放等方向發(fā)展。

　　二、現今高分子材料成型加工技術(shù)的創(chuàng )新研究

　�。ㄒ唬┚酆衔飫�(dòng)態(tài)反應加工技術(shù)及設備

　　聚合物反應加工技術(shù)是以現雙螺桿擠出機為基礎發(fā)展起來(lái)的。國外的Berstart公司已開(kāi)發(fā)出作為連續反應和混煉的十螺桿擠出機，可以解決其它擠出機（包括雙螺桿和四螺桿擠出機）作為反應器所存在的問(wèn)題。國內反應成型加工技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)還處于起步階段，但我國的經(jīng)濟發(fā)展強烈要求聚合物反應成型加工技術(shù)要有大的發(fā)展。指交換法聚碳酸酯（PC）連續化生產(chǎn)和尼龍生產(chǎn)中的比較關(guān)鍵的技術(shù)是縮聚反應器的反應擠出設備，我國每年還有數以千萬(wàn)噸計的改性聚合物及其合金材料的生產(chǎn)。關(guān)鍵技術(shù)也是反應擠出技術(shù)及設備。

　　目前國內外使用的反應加工設備從原理上看都是傳統混合、混煉設備的改造產(chǎn)品，都存在傳熱、傳質(zhì)過(guò)程、混煉過(guò)程、化學(xué)反應過(guò)程難以控制、反應產(chǎn)物分子量及其分布不可控等問(wèn)題．另外設備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統反應加工設備的缺陷。聚合物動(dòng)態(tài)反應加工技術(shù)及設備與傳統技術(shù)無(wú)論是在反應加工原理還是設備的結構上都完全不同，該技術(shù)是將電磁場(chǎng)引起的機械振動(dòng)場(chǎng)引入聚合物反應擠出全過(guò)程，達到控制化學(xué)反應過(guò)程、反應生成物的凝聚態(tài)結構和反應制品的物理化學(xué)性能的目的。該技術(shù)首先從理論上突破了控制聚合物單體或預聚物混合混煉過(guò)程及停留時(shí)間分布不可控制的難點(diǎn)，解決了振動(dòng)力場(chǎng)作用下聚合物反應加工過(guò)程中的質(zhì)量、動(dòng)量及能量傳遞及平衡問(wèn)題，同時(shí)從技術(shù)上解決了設備結構集成化問(wèn)題。新設備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)是傳統技術(shù)與設備無(wú)法比擬或是根本沒(méi)有的。該項新技術(shù)使我國聚合物反應加工技術(shù)直接切人世界技術(shù)前沿，并在該領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先地位。

　�。ǘ�）以動(dòng)態(tài)反應加工設備為基礎的新材料制備新技術(shù)

　　1.信息存儲光盤(pán)盤(pán)基直接合成反應成型技術(shù)。此技術(shù)克服傳統方式的中間環(huán)節多、周期長(cháng)、能耗大、儲運過(guò)程易受污染、成型前處理復雜等問(wèn)題，將光盤(pán)級PC樹(shù)脂生產(chǎn)、中間儲運和光盤(pán)盤(pán)基成型三個(gè)過(guò)程整合為一體，結合動(dòng)態(tài)連續反應成型技術(shù)，研究酯交換連續化生產(chǎn)技術(shù)，研制開(kāi)發(fā)精密光盤(pán)注射成型裝備，達到節能降耗、有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

　　2.聚合物／無(wú)機物復合材料物理場(chǎng)強化制備新技術(shù)。此技術(shù)在強振動(dòng)剪切力場(chǎng)作用下對無(wú)機粒子表面特性及其功能設計（粒子設計），在設計好的連續加工環(huán)境和不加或少加其它化學(xué)改性劑的情況下，利用聚合物使無(wú)機粒子進(jìn)行原位表面改性、原位包覆、強制分散，實(shí)現連續化制備聚合物／無(wú)機物復合材料。

　　3.熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)全硫化制備技術(shù)。此技術(shù)將振動(dòng)力場(chǎng)引入混煉擠出全過(guò)程，控制硫化反直進(jìn)程，實(shí)現混煉過(guò)程中橡膠相動(dòng)態(tài)全硫化．解決共混加工過(guò)程共混物相態(tài)反轉問(wèn)題。研制開(kāi)發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權的熱塑性彈性體動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)與設備，提高我國TPV技術(shù)水平。

　　三、高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　近年來(lái)，各個(gè)新型成型裝備國家工程研究中心在出色完成了國家級火炬計劃預備項目和國家“八五”、“九五”重點(diǎn)科技計劃（攻關(guān)）等項目同時(shí)，非常注重科技成果轉化與產(chǎn)業(yè)化，完成產(chǎn)業(yè)化工程配套項目20多項，創(chuàng )辦了廣州華新科機械有限公司和北京華新科塑料機械有限公司，使其有自主知識產(chǎn)權的新技術(shù)與裝備在國內外推廣應用。塑料電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出設備已形成了7個(gè)規格系列，近兩年在國內20多個(gè)省、市、自治區推廣應用近800臺（套）。銷(xiāo)售額超過(guò)1．5億元，還有部分新設備銷(xiāo)往荷蘭、泰國、孟加拉等國家．產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。例如PE電磁動(dòng)態(tài)發(fā)泡片材生產(chǎn)線(xiàn)2000年和2001年僅在廣東即為國家節約外匯近1600萬(wàn)美元，每條生產(chǎn)線(xiàn)一年可為制品廠(chǎng)節約21萬(wàn)k的電費。塑料電磁動(dòng)態(tài)注塑機已開(kāi)發(fā)完善5個(gè)規格系列，投入批量生產(chǎn)并推向市場(chǎng)；塑料電磁動(dòng)態(tài)混煉擠出機的中試及產(chǎn)業(yè)化工作已完成，目前開(kāi)發(fā)完善的4個(gè)規格正在生產(chǎn)試用。并逐步推向市場(chǎng)目前新設備的市場(chǎng)需求情況很好，聚合物新型成型裝備國家工程研究中心正在對廣州華新科機械有限公司進(jìn)行重組。將技術(shù)與資本結合，引入新的管理、市場(chǎng)等機制，爭取在兩三年內實(shí)現新設備年銷(xiāo)售額超億。我國已加入WTO，各個(gè)行業(yè)都將面臨嚴峻挑戰。

　　綜上所述，我國必須走具有中國特色的發(fā)展高分子材料成型加工技技術(shù)與裝備的道路，打破國外的技術(shù)封鎖，實(shí)現由跟蹤向跨越的轉變；把握技術(shù)前沿，培育自主知識產(chǎn)權。促進(jìn)科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)界的結合，加快成果轉化為生產(chǎn)力的進(jìn)程，加快我國高分子材料成型加工高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是必由之路。

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