工程塑料毕业论文
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关键词：超高分子 量聚乙烯 工程塑料
1 引言
UHMWPE是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。世界上最早由美国Allied Chemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hoechst公司、美国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也投入工业化生产。我国上海高桥化工厂于1964年最早研制成功并投入工业生产，70年代后期又有广州塑料厂和北京助剂二厂投入生产。限于当时条件，产物分子量约150万左右，随着工艺技术的进步，目前北京助剂二厂的产品分子量可达100万～300万以上。
UHMWPE的发展十分迅速，80年代以前，世界平均年增长率为8.5%，进入80年代以后，增长率高达15%～20%。而我国的平均年增长率在30%以上。1978年世界消耗量为12，000～12，500吨，而到1990年世界需求量约5万吨，其中美国占70%。
UHMWPE平均分子量约35万～800万，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能。而且，UHMWPE耐低温性能优异，在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。
UHMWPE优异的物理机械性能使它广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域，其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外，由于UHMWPE优异的生理惰性，已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用。
2 UHMWPE的成型加工
由于UHMWPE熔融状态的粘度高达108Pa*s，流动性极差，其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，UHMWPE的加工技术得到了迅速发展，通过对普通加工设备的改造，已使UHMWPE由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。
2.1 一般加工技术
(1)压制烧结
压制烧结是UHMWPE最原始的加工方法。此法生产效率颇低，易发生氧化和降解。为了提高生产效率，可采用直接电加热法〔1〕；另外，Werner和Pfleiderer公司开发了一种超高速熔结加工法〔2〕，采用叶片式混合机，叶片旋转的最大速度可达150m/s，使物料仅在几秒内就可升至加工温度。
(2)挤出成型
挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出多采用同向旋转双螺杆挤出机。
60年代大都采用柱塞式挤出机，70年代中期，日、美、西德等先后开发了单螺杆挤出工艺。日本三井石油化学公司最早于1974年取得了圆棒挤出技术的成功。北京化工大学于1994年底研制出Φ45型UHMWPE专用单螺杆挤出机，并于1997年取得了Φ65型单螺杆挤出管材工业化生产线的成功。
(3)注塑成型
日本三井石油化工公司于1974年开发了注塑成型工艺，并于1976年实现了商业化，之后又开发了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国Hoechst公司也实现了UHMWPE的螺杆注塑成型工艺。北京塑料研究所1983年对国产XS-ZY-125A型注射机进行了改造，成功地注射出啤酒罐装生产线用UHMWPE托轮、水泵用轴套，1985年又成功地注射出医用人工关节等。
(4)吹塑成型
UHMWPE加工时，当物料从口模挤出后，因弹性恢复而产生一定的回缩，并且几乎不发生下垂现象，故为中空容器，特别是大型容器，如油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。UHMWPE吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜，从而解决了HDPE薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致，容易造成纵向破坏的问题。
2.2 特殊加工技术
2.2.1 冻胶纺丝
以冻胶纺丝—超拉伸技术制备高强度、高模量聚乙烯纤维是70年代末出现的一种新颖纺丝方法。荷兰DSM公司最早于1979年申请专利，随后美国Allied公司、日本与荷兰联合建立的Toyobo-DSM公司、日本Mitsui公司都实现了工业化生产。中国纺织大学化纤所从1985年开始该项目的研究，逐步形成了自己的技术，制得了高性能的UHMWPE纤维〔3〕。
UHMWPE冻胶纺丝过程简述如下：溶解UHMWPE于适当的溶剂中，制成半稀溶液，经喷丝孔挤出，然后以空气或水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝。在冻胶原丝中，几乎所有的溶剂被包含其中，因此UHMWPE大分子链的解缠状态被很好地保持下来，而且溶液温度的下降，导致冻胶体中UHMWPE折叠链片晶的形成。这样，通过超倍热拉伸冻胶原丝可使大分子链充分取向和高度结晶，进而使呈折叠链的大分子转变为伸直链，从而制得高强度、高模量纤维。
UHMWPE纤维是当今世界上第三代特种纤维，强度高达30.8cN/dtex,比强度是化纤中最高的，又具有较好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐光等优良性能。它可直接制成绳索、缆绳、渔网和各种织物：防弹背心和衣服、防切割手套等，其中防弹衣的防弹效果优于芳纶。国际上已将UHMWPE纤维织成不同纤度的绳索，取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳等。UHMWPE纤维的复合材料在军事上已用作装甲兵器的壳体、雷达的防护外壳罩、头盔等；体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。
2.2.2 润滑挤出(注射)
润滑挤出(注射)成型技术是在挤出(注射)物料与模壁之间形成一层润滑层，从而降低物料各点间的剪切速率差异，减小产品的变形，同时能够实现在低温、低能耗条件下提高高粘度聚合物的挤出(注射)速度。产生润滑层的方法主要有两种：自润滑和共润滑。
(1)自润滑挤出(注射)
UHMWPE的自润滑挤出(注射)是在其中添加适量的外部润滑剂，以降低聚合物分子与金属模壁间的摩擦与剪切，提高物料流动的均匀性及脱模效果和挤出质量。外部润滑剂主要有高级脂肪酸、复合脂、有机硅树脂、石腊及其它低分子量树脂等。挤出(注射)加工前，首先将润滑剂同其它加工助剂一起混入物料中，生产时，物料中的润滑剂渗出，形成润滑层，实现自润滑挤出(注射)。
有专利报道〔4〕：将70份石蜡油、30份UHMWPE和1份氧相二氧化硅(高度分散的硅胶)混合造粒，在190℃的温度下就可实现顺利挤出(注射)。
(2)共润滑挤出(注射)
UHMWPE的共润滑挤出(注射)有两种情况，一是采用缝隙法〔5、6〕将润滑剂压入到模具中，使其在模腔内表面和熔融物料间形成润滑层；二是与低粘度树脂共混，使其作为产物的一部分(详见3.2.1)。
如：生产UHMWPE薄板时，由定量泵向模腔内输送SH200有机硅油作润滑剂，所得产品外观质量有明显提高，特别是由于挤出变形小，增加了拉伸强度。
2.2.3 辊压成型〔1〕
辊压成型是一种固态加工方法，即在UHMWPE的熔点以下对其施加一很大的压力，通过粒子形变，
有效地将粒子与粒子融合。主要设备是一带有螺槽的旋转轮和一带有舌槽的弓形滑块，舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力，产生的压力足够使UHMWPE粒子发生形变。在机座末端装有加热支台，经过模口挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用，可使加工过程连续化。
2.2.4 热处理后压制成型〔8〕
把UHMWPE树脂粉末在140℃～275℃之间进行1min～30min的短期加热，发现UHMWPE的某些物理性能出人意料地大大改善。用热处理过的UHMWPE粉料压制出的制品和未热处理过的UHMPWE制品相比较，前者具有更好的物理性能和透明性，制品表面的光滑程度和低温机械性能大大提高了。
2.2.5 射频加工〔9〕
采用射频加工UHMWPE是一种崭新的加工方法，它是将UHMWPE粉末和介电损耗高的炭黑粉末均匀混合在一起，用射频辐照，产生的热可使UHMWPE粉末表面发生软化，从而使其能在一定压力下固结。用这种方法可在数分钟内模压出很厚的大型部件，其加工效率比目前UHMWPE常规模压加工高许多倍。
2.2.6 凝胶挤出法制备多孔膜〔10〕
将UHMWPE溶解在挥发溶剂中，连续挤出，然后经一个热可逆凝胶/结晶过程，使其成为一种湿润的凝胶膜，蒸除溶剂使膜干燥。由于已形成的骨架结构限制了凝胶的收缩，在干燥过程中产生微孔，经双轴拉伸达到最大空隙率而不破坏完整的多孔结构。这种材料可用作防水、通氧织物和耐化学品服装，也可用作超滤/微量过滤膜、复合薄膜和蓄电池隔板等。与其它方法相比，由此法制备的多孔UHMWPE膜具有最佳的孔径、强度和厚度等综合性能。
3 UHMWPE的改性
3.1 物理机械性能的改进
与其它工程塑料相比，UHMWPE具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点。这是由于UHMWPE的分子结构和分子聚集形态造成的，可通过填充和交联的方法加以改善。
3.1.1 填充改性
采用玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二铝、二硫化钼、炭黑等对UHMWPE进行填充改性，可使表面硬度、刚度、蠕变性、弯曲强度、热变形温度得以较好地改善。用偶联剂处理后，效果更加明显。如填充处理后的玻璃微珠，可使热变形温度提高30℃。
玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉等可提高硬度、刚度和耐温性；二硫化钼、硅油和专用蜡可降低摩擦因数，从而进一步提高自润滑性；炭黑或金属粉可提高抗静电性和导电性以及传热性等。但是，填料改性后冲击强度略有下降，若将含量控制在40%以内，UHMWPE仍有相当高的冲击强度。
3.2.1 交联
交联是为了改善形态稳定性、耐蠕变性及环境应力开裂性。通过交联，UHMWPE的结晶度下降，被掩盖的韧性复又表现出来。交联可分为化学交联和辐射交联。化学交联是在UHMWPE中加入适当的交联剂后，在熔融过程中发生交联。辐射交联是采用电子射线或γ射线直接对UHMWPE制品进行照射使分子发生交联。UHMWPE的化学交联又分为过氧化物交联和偶联剂交联。
(1)过氧化物交联
过氧化物交联工艺分为混炼、成型和交联三步。混炼时将UHMWPE与过氧化物熔融共混，UHMWPE在过氧化物作用下产生自由基，自由基偶合而产生交联。这一步要保证温度不要太高，以免树脂完全交联。经过混炼后得到交联度很低的可继续交联型UHMWPE，在比混炼更高的温度下成型为制件，再进行交联处理。
UHMWPE经过氧化物交联后在结构上与热塑性塑料、热固性塑料和硫化橡胶都不同，它有体型结构却不是完全交联，因此在性能上兼有三者的特点，即同时具有热可塑性和优良的硬度、韧性以及耐应力开裂等性能。
国外曾报道用2，5-二甲基-2，5双过氧化叔丁基己炔-3作交联剂〔11〕，但国内很难找到。清华大学用廉价易得的过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂进行了研究〔12〕，结果发现：DCP用量小于1%时，可使冲击强度比纯UHMWPE提高15%～20%，特别是DCP用量为0.25%时，冲击强度可提高48%。随DCP用量的增加，热变形温度提高，可用于水暖系统的耐热管道。
(2)偶联剂交联
UHMWPE主要使用两种硅烷偶联剂：乙烯基硅氧烷和烯丙基硅氧烷，常用的有乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。偶联剂一般要靠过氧化物引发，常用的是DCP，催化剂一般采用有机锡衍生物。
硅烷交联UHMWPE的成型过程首先是使过氧化物受热分解为化学活性很高的游离基，这些游离基夺取聚合物分子中的氢原子使聚合物主链变为活性游离基，然后与硅烷产生接枝反应，接枝后的UHMWPE在水及硅醇缩合催化剂的作用下发生水解缩合，形成交联键即得硅烷交联UHMWPE。
(3)辐射交联
在一定剂量电子射线或γ射线作用下，UHMWPE分子结构中的一部分主链或侧链可能被射线切断，产生一定数量的游离基，这些游离基彼此结合形成交联链，使UHMWPE的线型分子结构转变为网状大分子结构。经一定剂量辐照后，UHMWPE的蠕变性、浸油性和硬度等物理性能得到一定程度的改善。
用γ射线对人造UHMWPE关节进行辐射，在消毒的同时使其发生交联，可增强人造关节的硬度和亲水性，并且使耐蠕变性得以提高〔13〕，从而延长其使用寿命。
有研究〔14〕表明，将辐照与PTFE接枝相结合，也可改善UHMWPE的磨损和蠕变行为。这种材料具有组织容忍性，适于体内移植。
3.2 加工性能的改进
UHMWPE树脂的分子链较长，易受剪切力作用发生断裂，或受热发生降解。因此，较低的加工温度，较短的加工时间和降低对它的剪切是非常必要的。
为了解决UHMWPE的加工问题，除对普通成型机械进行特殊设计外，还可对树脂配方进行改进：与其它树脂共混或加入流动改性剂，使之能在普通挤出机和注塑机上成型加工，这就是2.2.2中介绍的润滑挤出(注射)。 3.2.1 共混改性
共混法改善UHMWPE的熔体流动性是最有效、最简便和最实用的途径。目前，这方面的技术多见于专利文献。共混所用的第二组份主要是指低熔点、低粘度树脂，有LDPE、HDPE、PP、聚酯等，其中使用较多的是中分子量PE(分子量40万～60万)和低分子量PE(分子量＜40万)。当共混体系被加热到熔点以上时，UHMWPE树脂就会悬浮在第二组份树脂的液相中，形成可挤出、可注射的悬浮体物料。
(1)与低、中分子量PE共混
UHMWPE与分子量低的LDPE(分子量1，000～20，000，以5，000～12，000为最佳)共混可使其成型加工性获得显著改善，但同时会使拉伸强度、挠曲弹性等力学性能有所下降。HDPE也能显著改善UHMWPE的加
工流动性，但也会引起冲击强度、耐摩擦等性能的下降。为使UHMWPE共混体系的力学性能维持在一较高水平，一个有效的补偿办法是加入PE成核剂，如苯甲酸、苯甲酸盐、硬脂酸盐、己二酸盐等，可以借PE结晶度的提高，球晶尺寸的微细均化而起到强化作用，从而有效阻止机械性能的下降。有专利〔15〕指出，在UHMWPE/HDPE共混体系中加入很少量的细小的成核剂硅灰石(其粒径尺寸范围5nm～50nm，表面积100m2/g～400m2/g)，可很好地补偿机械性能的降低。
(2)共混形态
UHMWPE的化学结构虽然与其它品种的PE相近，但在一般的熔混设备和条件下，它们的共混物都难以形成均匀的形态，这可能与组份之间粘度相差悬殊有关。采用普通单螺杆混炼得到的UHMWPE/LDPE共混物，两组份各自结晶，不能形成共晶，UHMWPE基本上以填料形式分散于LDPE基体中。熔体长时间处理和使用双辊炼塑机混炼，两组份之间作用有所加强，性能亦有进一步的改善，不过仍不能形成共晶的形态。
Vadhar发现〔16〕，当采用两步共混法，即先在高温下将UHMWPE熔融，再降到较低温度下加入LLDPE进行共混，可获得形成共晶的共混物。Vadher用溶液共混法也得到了能形成共晶的UHMWPE/LLDPE共混物。
(3)共混物的力学强度
对于未加成核剂的UHMWPE/PE体系，其在冷却过程中会形成较大的球晶，球晶之间存在着明显的界面，而在这些界面上存在着由分子链排布不同引起的内应力，由此会导致裂纹的产生，所以与基体聚合物相比，共混物的拉伸强度常常有所下降。当受到外力冲击时裂纹会很快地沿球晶界面发展而导致最后的破碎，因此又引起冲击强度的下降。
3.2.2 流动改进剂改性
流动改进剂促进了长链分子的解缠，并在大分子之间起润滑作用，改变了大分子链间的能量传递，从而使得链段位移变得容易，改善了聚合物的流动性。
用于UHMWPE的流动改进剂主要是指脂肪族碳氢化合物及其衍生物。其中脂肪族碳氢化合物有：碳原子数在22以上的n-链烷烃及以其作主成分的低级烷烃混合物；石油分裂精制得到的石蜡等。其衍生物是指末端含有脂肪族烃基、内部含有1个或1个以上(最好为1个或2个)羧基、羟基、酯基、羰基、氮基甲酰基、巯基等官能团；碳原子数大于8(最好为12～50)并且分子量为130～2000(以200～800为最佳)的脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪醛、脂肪酮、脂肪族酰胺、脂肪硫醇等。举例来说，脂肪酸有：癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬酯酸、油酸等。
北京化工大学制备了一种有效的流动剂(MS2)〔17〕，添加少量(0.6%～0.8%)就能显著改善UHMWPE的流动性，使其熔点下降达10℃之多，能在普通注塑机上注塑成型，而且拉伸强度仅有少许降低。
另外，用苯乙烯及其衍生物改性UHMWPE，除可改善加工性能使制品易于挤出外，还可保持UHMWPE优良的耐摩擦性和耐化学腐蚀性〔18〕；1，1-二苯基乙炔〔19〕、苯乙烯衍生物〔20〕、四氢化萘〔21〕皆可使UHMWPE获得优良的加工性能，同时使材料具有较高的冲击强度和耐磨损性。
3.2.3 液晶高分子原位复合材料
液晶高分子原位复合材料是指热致液晶高分子(TLCP)与热塑性树脂的共混物，这种共混物在熔融加工过程中，由于TLCP分子结构的刚直性，在力场作用下可自发地沿流动方向取向，产生明显的剪切变稀行为，并在基体树脂中原位就地形成具有取向结构的增强相，即就地成纤，从而起到增强热塑性树脂和改善加工流动性的作用。清华大学赵安赤等采用原位复合技术，对UHMWPE加工性能的改进取得了明显的效果〔22〕。
用TLCP对UHMWPE进行改性，不仅提高了加工时的流动性，采用通常的热塑加工工艺及通用设备就能方便地进行加工，而且可保持较高的拉伸强度和冲击强度，耐磨性也有较大提高。
3.3 聚合填充型复合材料
高分子合成中的聚合填充工艺是一种新型的聚合方法，它是把填料进行处理，使其粒子表面形成活性中心，在聚合过程中让乙烯、丙烯等烯烃类单体在填料粒子表面聚合，形成紧密包裹粒子的树脂，最后得到具有独特性能的复合材料。它除具有掺混型复合材料性能外，还有自己本身的特性：首先是不必熔融聚乙烯树脂，可保持填料的形状，制备粉状或纤维状的复合材料；其次，该复合材料不受填料/树脂组成比的限制，一般可任意设定填料的含量；另外，所得复合材料是均匀的组合物，不受填料比重、形状的限制。
与热熔融共混材料相比，由聚合填充工艺制备的UHMWPE复合材料中，填料粒子分散良好，且粒子与聚合物基体的界面结合也较好。这就使得复合材料的拉伸强度、冲击强度与UHMWPE相差不大，却远远好于共混型材料，尤其是在高填充情况下，对比更加明显，复合材料的硬度、弯曲强度，尤其是弯曲模量比纯UHMWPE提高许多，尤其适用作轴承、轴座等受力零部件。而且复合材料的热力学性能也有较好的改善：维卡软化点提高近30℃，热变形温度提高近20℃，线膨胀系数下降20%以上。因此，此材料可用于温度较高的场合，并适于制造轴承、轴套、齿轮等精密度要求高的机械零件。
采用聚合填充技术还可通过向聚合体系中通入氢或其它链转移剂，控制UHMWPE分子量大小，使得树脂易加工〔23〕。
美国专利〔24〕用具有酸中性表面的填料：水化氧化铝、二氧化硅、水不溶性硅酸盐、碳酸钙、碱式碳酸铝钠、羟基硅灰石和磷酸钙制成了高模量的均相聚合填充UHMWPE复合材料。另有专利〔25〕指出，在60℃，1.3MPa且有催化剂存在的条件下，使UHMWPE在庚烷中干燥的 氧化铝表面聚合，可得到高模量的均相复合材料。齐鲁石化公司研究院分别用硅藻土、高岭土作为填料合成了UHMWPE复合材料〔26〕。
3.4 UHMWPE的自增强〔27、28〕
在UHMWPE基体中加入UHMWPE纤维，由于基体和纤维具有相同的化学特征，因此化学相容性好，两组份的界面结合力强，从而可获得机械性能优良的复合材料。UHMWPE纤维的加入可使UHMWPE的拉伸强度和模量、冲击强度、耐蠕变性大大提高。与纯 UHMWPE相比，在UHMWPE中加入体积含量为60%的UHMWPE纤维，可使最大应力和模量分别提高160%和60%。这种自增强的UHMWPE材料尤其适用于生物医学上承重的场合，而用于人造关节的整体替换是近年来才倍受关注的，UHMWPE自增强材料的低体积磨损率可提高人造关节的使用寿命。
4 UHMWPE的合金化
UHMWPE除可与塑料形成合金来改善其加工性能外(见3.2.1和3.2.3)，还可获得其它性能。其中，以PP
/UHMWPE合金最为突出。
通常聚合物的增韧是在树脂中引入柔性链段形成复合物(如橡塑共混物)，其增韧机理为“多重银纹化机理”。而在PP/UHMWPE体系，UHMWPE对PP有明显的增韧作用，这是“多重裂纹”理论所无法解释的。国内最早于1993年报道采用UHMWPE增韧PP取得成功，当UHMWPE的含量为15%时，共混物的缺口冲击强度比纯PP提高2倍以上〔29〕。最近又有报道，UHMWPE与含乙烯链段的共聚型PP共混，在UHMWPE的含量为25%时，其冲击强度比PP提高一倍多〔30〕。以上现象的解释是“网络增韧机理”〔31〕。
PP/UHMWPE共混体系的亚微观相态为双连续相，UHMWPE分子与长链的PP分子共同构成一种共混网络，其余PP构成一个PP网络，二者交织成为一种“线性互穿网络”。其中共混网络在材料中起到骨架作用，为材料提供机械强度，受到外力冲击时，它会发生较大形变以吸收外界能量，起到增韧的作用；形成的网络越完整，密度越大，则增韧效果越好。
为了保证“线性互穿网络”结构的形成，必须使UHMWPE以准分子水平分散在PP基体中，这就对共混方式提出了较高的要求。北京化工大学有研究发现：四螺杆挤出机能将UHMWPE均匀地分散在PP基体中，而双螺杆挤出机的共混效果却不佳。
EPDM能对PP/UHMWPE合金起到增容的作用。由于EPDM具备的两种主要链节分别与PP和UHMWPE相同，因而与两种材料都有比较好的亲合力，共混时容易分散在两相界面上。EPDM对复合共晶起到插入、分割和细化的作用，这对提高材料的韧性是有益的，能大幅度地提高缺口冲击强度。
另外，UHMWPE也可与橡胶形成合金，获得比纯橡胶优良的机械性能，如耐摩擦性、拉伸强度和断裂伸长率等。其中，橡胶是在混合过程中于UHMWPE的软化点以上进行硫化的。
5 UHMWPE的复合化
UHMWPE可与各种橡胶(或橡塑合金)硫化复合制成改性PE片材，这些片材可进一步与金属板材制成复合材料。除此之外，UHMWPE还可复合在塑料表面以提高耐冲击性能。
在UHMWPE软化点以上的温度条件下，将含有硫化剂的未硫化橡胶片材与UHMWPE片材压制在一起，可制得剥离强度较高的层合制品，与不含硫化剂的情况相比，其剥离强度可提高数十倍。用这种方法同样可使未硫化橡胶与塑料的合金(如EPDM/PA6、EPDM/PP、SBR/PE)和UHMWPE片材牢固地粘接在一起。
参考文献：
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〔2〕 孙大文.塑料加工应用〔J〕，1983(5)：1
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〔5〕 l.〔J〕，1981,27(1):8
求一篇模具设计与制造毕业论文，让我参考下方便我写作，要求字数在4000字左右，内容不要太普通即可。
防护罩的模具设计与制造论文编号:JX106 带设计图,字数:9996.页数:33 中文摘要
随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑料的重要条件。
特别是近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需要形状的零件或制品，这种专用工具统称模具。
模具在国民经济中所占据的地位日益显著，可以说人类的衣、食、住、行，没有拿一方面离得开模具。模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备，属于高新技术产品。作为基础工业，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上称为“工业之母”。随着我国国民经济的迅速发展，作为工业品基础的模具工业，也得到了蓬勃发展，已成为国民经济建设中的重要产业。模具工业不但在国民经济中占据重要地位，在世界市场上也是独树一帜。世界模具市场总体上供不应求，市场需求在600到650亿美元。如今，模具工业的发展甚至已经超过了新兴的电子工业。
模具按制造的产品分类，可以分为塑料模具（又分为注塑模具、铸压模具和吹塑模具）、冲压模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。其中，尤以注塑模具和冲压模具用途广、技术成熟、占据的比重大。本文以防护罩的模具设计为例，详细论述塑料的工艺特性、ABS塑料的工艺参数、型腔和型芯的结构形式、模具的机构设计、模架的选择原则，力求做到理论联系实际和反映国内外先进水平。
关键词：塑料特性、型芯和型腔结构、模具结构、标准模架 Shields mold design and manufacture
English Abstract...............省略
目 录
前言----------------------------------------------------------------------1
第一章 塑料成型工艺--------------------------------------------------4
1. 1 塑件的成型工艺分析------------------------------------------------4
1. 2 ABS塑料的材料特性-------------------------------------------------4
1. 3 ABS塑料的成型特性-------------------------------------------------5
1. 4 ABS塑料的成型工艺参数---------------------------------------------5
第二章 设计方案及参数的确定----------------------------------------7
2. 1 注射机的选用------------------------------------------------------7
2. 2 型腔数目和分布----------------------------------------------------8
2. 3 选择分型面--------------------------------------------------------9
第三章 模具的结构设计-----------------------------------------------10
3. 1 确定型腔和型芯的结构形式-----------------------------------------10
3. 2 浇注系统设计-----------------------------------------------------12
3. 3 机构的设计-------------------------------------------------------16
3. 4 注射模标准模架的设计---------------------------------------------21
3. 5 注射模排气系统的设计---------------------------------------------25
第四章 注射模的设计结果参数---------------------------------------27
小结和致谢--------------------------------------------------------------33
参考文献----------------------------------------------------------------35
模具装配图和零件图以上回答来自:
急求一篇关于汽车ABS的毕业论文 题目是《典型汽车ABS的结构原理与故障分析>>
“ABS”中文译为“防锁死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。 现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
以前消费者买车，都把有没有ABS作为一个重要指标。随着技术的发展，目前，我国绝大部分轿车已经将ABS作为标准配置。但对于ABS的认识以及如何正确使用，很多驾驶员还不是很清楚，甚至还出现了一些对ABS的误解。一些驾驶员认为ABS就是缩短制动距离的装置，装备ABS的车辆在任何路面的制动距离肯定比未装备ABS的制动距离要短，甚至有人错误地认为在冰雪路面上的制动距离能与在沥青路面上的制动距离相当；还有一些驾驶员认为只要配备了ABS，即使在雨天或冰雪路面上高速行驶，也不会出现车辆失控现象。 ABS并不是如有些人所想的那样，大大提高汽车物理性能的极限。严格来说，ABS的功能主要在物理极限的性能内，保证制动时车辆本身的操纵性及稳定性。
ABS的应用
ABS的全名是Anti-lock Brake System（防锁死制动系统）或Anti-skid Braking System（防滑移制动系统），它能有效控制车轮保持在转动状态，提高制动时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能。ABS通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器不断检测各车轮的转速，由计算机算出当时的车轮滑移率，并与理想的滑移率相比较，做出增大或减小制动器制动压力的决定，命令执行机构及时调整制动压力，以保持车轮处于理想制动状态。
1906年ABS首次被授予专利，1936年博世注册了一项防止机动车辆车轮抱死的“机械”专利。所有的早期设计都有着同样的问题：因过于复杂而容易导致失败，并且它们运作太慢。1947年世界上第一套ABS系统首次应用于B-47轰炸机上。Teldix公司在1964年开始研究这个项目，其ABS研究很快被博世全部接管。两年内，首批ABS测试车辆已具有缩短制动距离的功能。转弯时车辆转向性和稳定性也被保证，但当时应用的大约1000个模拟部件和安全开关，这意味着被称为ABS 1系统的电子控制单元的可靠性和耐久性还不能够满足大规模生产的要求，需要改进。博世在电子发动机管理的发展过程中获得的技术，数字技术和集成电路(ICs)的到来使电子部件的数量降低到140个。
1968年ABS开始研究应用于汽车上。1975年由于美国联邦机动车安全标准121款的通过，许多重型卡车和公共汽车装备了ABS，但由于制动系统的许多技术问题和卡车行业的反对，在1978年撤消了这一标准。同年博世作为世界上首家推出电子控制功能的ABS系统的公司，将这套ABS 2的系统开始安装作为选配配置，并装配在梅赛德斯-奔驰S级车上，然后很快又配备在了宝马7系列豪华轿车上。在这一时期之后美国对ABS的进一步研究和设计工作减少了，可是欧洲和日本的制造厂家继续精心研制ABS。
进入20世纪80年代以后，由于进口美国的汽车装备有ABS，美国汽车制造厂对美国汽车市场上的ABS显示出新的兴趣。随着微电子技术的飞速发展和人们对汽车行车安全的强烈要求，ABS装置在世界汽车行业进一步得到广泛应用。1987年美国大约3%的汽车装备有非常可靠的ABS。在随后的时间里，研发者集中于简化系统。在1989年，博世的工程师成功地将一个混合的控制单元直接附在了液压模块上。这样他们就无需连接控制单元和液压模块的线束，也无需接插件，所以显著地减轻了ABS 2E的整体重量。
博世的工程师在1993年，使用新的电磁阀创造了ABS 5.0，并且在后来的几年研发了5.3 和5.7 版。新一代的ABS 8的主要特性是再次极大地减轻了重量、减少了体积、增大了内存，同时增加了更多功能，如电子分配制动压力，从而取代了减轻后轴制动压力的机械机构。当年有些汽车工业分析专家预言得到了证实：到20世纪90年代中期以后，世界市场上的大多数汽车和卡车将装备ABS。
编辑本段ABS的功用
ABS的主要作用是改善整车的制动性能，提高行车安全性，防止在制动过程中车轮抱死（即停止滚动），从而保证驾驶员在制动时还能控制方向，并防止后轴侧滑。其工作原理为：紧急制动时，依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即控制压力调节器使该轮的制动分泵泄压，使车轮恢复转动，达到防止车轮抱死的目的。ABS的工作过程实际上是“抱死—松开—抱死—松开”的循环工作过程，使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态，有效克服紧急制动时由车轮抱死产生的车辆跑偏现象，防止车身失控等情况的发生。
ABS的种类可分机械式和电子式两种。机械式ABS结构简单，主要利用其自身内部结构达到简单调节制动力的效果。该装置工作原理简单，没有传感器来反馈路面摩擦力和轮速等信号，完全依靠预先设定的数据来工作，不管是积水路面、结冰路面或是泥泞路面和良好的水泥沥青路面，它的工作方式都是一样的。严格地说，这种ABS只能叫做 “高级制动系统（Advanced Brake System）”。目前，国内只有一些低端的皮卡等车型仍在使用机械式ABS。
机械式ABS只是用部件的物理特性去机械的动作，而电子式ABS是运用电脑对各种数据进行分析运算从而得出结果的。电子式ABS由轮速传感器、线束、电脑、ABS液压泵、指示灯等部件构成。能根据每个车轮的轮速传感器的信号，电脑对每个车轮分别施加不同的制动力，从而达到科学合理分配制动力的效果。
最早的ABS系统为二轮系统。所谓二轮系统就是将ABS装在汽车的两个后轮上。由于两后轮公用一条制动液压管路和一个控制阀，所以又称做“单通道控制系统”。这种系统是根据两个后车轮中附着力较小的车轮状态来选定制动压力，这被称为“低选原则”。也就是说，采用低选原则的ABS车辆的一个后轮有抱死趋势时，系统只能给两个后轮同时泄压。又由于前轮没有防抱死功能，因而，二轮系统难以达到最佳制动效果。
随着相关技术的发展，后来出现了“三通道控制系统”，该系统是在二轮系统基础上，将两前轮由两条单独的管路独立控制。虽然后轮还是采用“低选原则”，但由于实现了紧急制动时的转向功能及防止后轴侧滑的功能，所以这种系统具备了现代ABS的主要特点。至今，市面上还有车辆采用这种三通道控制的ABS系统。
目前，装备在车辆上最常见的是四传感器四通道ABS系统，每个车轮都由独立的液压管路和电磁阀控制，可以对单个车轮实现独立控制。这种结构能实现良好的防抱死功能。
编辑本段走出ABS误区
开篇中那些对ABS的误解，需要解释一下。如果汽车车轮在制动时抱死，汽车能得到的侧向附着力是最小的。这时，由于路面附着系数的不平衡、汽车本身制动力的不平衡、悬架的不平衡、汽车轮胎气压、路面弯度、颠簸或坡度等因素都可能会使汽车发生侧滑、甩尾或失控。另外，由于车辆前轮抱死，汽车会失去转向能力。一个性能优良的汽车防抱死制动系统，在制动时能够将汽车车轮的滑移率控制在20%～30%之间，车轮在这种状态下，能兼顾相对最大的纵向制动力和横向抓地力，有效地保证车辆不会发生失控状况。另外，在前轮不抱死的情况下，由于有一定的抓地力，汽车还可以按照驾驶员的意愿进行转向，从而控制车辆。为了将车轮滑移率控制在理想状态下，追求车辆的稳定性，可能会牺牲一些纵向的制动力。所以，ABS起作用时，不是在所有路面上制动距离都会缩短。
在冰雪路面上，由于地面提供的附着力比一般路面要小很多。ABS只能在这种附着力的基础上调节汽车的制动力，不会产生外加的制动因素。所以，在冰雪路面上的制动距离只能说比车轮抱死时短一些，比在一般路面上的制动距离还是长很多。
实际道路其实是很复杂的，诸如：路面附着系数不平衡、道路弯度或路面横向坡度、甚至汽车轮胎气压等汽车自身的原因，有很多因素能使汽车在制动时产生侧滑的运动趋势，这些因素都不是ABS本身能够克服的。所以，如果在冰雪路面上车速过快时紧急制动，遇到上述因素之一，当车辆离心力大于地面能够提供的最大侧向力时，就会使车辆形成失控趋势，这是非常危险的。
总之，任何装备都不是万能的，驾驶员必须通过自己的主观能动性实现安全驾驶。即使是性能优良的ABS在工作状态下稳定车辆的效果也是有限的，尤其是行驶在砂石路或冰雪路面上，更应保持充分的车距，减速慢行，不要完全依赖ABS系统。
编辑本段ABS使用常识
现在基本上所有的乘用车都加装了ABS系统，对提升车辆的主动安全性能起到了很大的作用，但若使用不当，效果也会大打折扣。在这里，我们对ABS的使用原则归纳为“四要、七不要”。
四要
1.要始终踩住制动踏板不放松，这样才能保证足够和持续的制动力，使ABS有效地发挥作用。
2.要保持足够的安全车距。一般情况下，最小车距不应低于50m，当车速超过50km/h时，最小车距与车速数值相同，如100km/h时最小车距为100m，120km/h时，最小车距为120m。
3.要事先熟悉ABS，使自己对ABS工作时的制动踏板抖动有准备和适应能力。
4.要事先阅读汽车驾驶员手册，从而进一步地理解安装ABS的汽车生产厂提供的各种操作说明。
七不要
1.不要认为有了ABS就可以随心所欲地驾驶。ABS也不是绝对保险的，在车速过高和转弯过急的情况下，若车辆制动得过急过猛，则汽车仍然会产生侧滑。因此，即使你的汽车装有ABS，你也仍然需要谨慎驾驶。
2.不要采用“点刹”制动。未装有ABS的车辆在湿滑路面及车速较高情况下实施制动时，需要采用“点刹”的办法达到安全制动的目的。而装上ABS后，由于ABS能自动调整制动力，因此在实施紧急制动时，可一脚将踏板踩到底而不松开，不要担心车轮抱死打滑，否则将大大延长制动距离。
3.不要被ABS的抖动吓住。ABS在起作用时，会听到它发出的噪音，该噪音是由液压控制系统中的电磁阀和液压泵工作时产生的，不要以为制动系统出了毛病而惊慌失措，更不可将脚从制动踏板上移开，这时仍然要将制动踏板踩死而不去管它。
4.不可忽视ABS指示灯的检查。正常情况下，按通点火开关后，此灯应亮；大约3秒后自动熄灭。这一过程，实质上是电子控制装置在按自检程序对车轮传感器、液压调节器的控制阀进行通电检查，若此灯一直不亮，说明ABS有故障。
指示灯不熄灭时不必恐慌。当行车中ABS出现故障时，防抱死制动系统自动将原制动系统的油路接通，汽车上的原制动系统仍然工作，只是没有了ABS，注意检修就可以了。
6．不可私自拆换ABS的电脑单元。如果电脑发现故障，应更换整个ABS单元。
7．对于装配了ABS,但是希望改装的车辆，请勿拆装制动管路与ABS单元连接的螺母。
ABS又分电子式ABS和机械式ABS
1、电子式ABS是根据不同的车型所设计的，它的安装需要专业的技术力量，如果换装至另一辆车就必须改变它的线路设计和电瓶容量，没有通用性；机械式ABS的通用性强，只要是液压刹车装置的车辆都可使用，可以从一辆车换装到另一辆车上，而且安装只要30分钟。
2、电子式ABS的体积大，而成品车不一定有足够的空间安装电子ABS，相比之下，机械式的ABS的体积较小，占用空间少。
3、电子式ABS是在车轮锁死的刹那开始作用，每秒钟作用6~12次；机械式ABS在踩刹车时就开始工作，根据不同的车速，每秒钟可作用60~120次。
机械式ABS的适用特性需要事先设定，在积水路面、冰雪路面、沙石路面、沥青路面上，轮胎的摩擦系数不同，车速不同，需要的制动力也不相同。没有即时的测量回馈系统，只依靠预先设定的阕值，适用范围较窄，制动效果会有所降低。
在选购机械式ABS防抱死系统时应非常小心。仿造的ABS产品在外观上与真品大同小异，结构也一样，但劣质产品却难以长期承受刹车油的腐蚀与高压，时间一长橡胶还会老化变形，丧失应有的性能。
真品的橡胶阀囊浸泡在刹车油中可承受每平方英寸11000磅的高压且长期不会发生变形。进口机械式ABS的价格在2000元左右，国产的只要200多元。
编辑本段ABS函数
【C 】
函数名: abs
功 能: 求整数的绝对值
用 法: int abs(int i);
程序例:
#include
#include
int main(void)
{
int number = -1234;
printf("number: %d absolute value: %d\n", number, abs(number));
return 0;
}
【Pascal 】
Function Abs( X : Real ) : Longint;
功 能: 求数的绝对值
例:
Begin
{ 语句; { ( X数据类型 ) 输出结果 } }
Writeln( Abs(84.23) ); {(Real) 8.42300000000000E+0001 }
Writeln( Abs(-111222333) ); {(Longint) 111222333 }
Writeln( Abs(-1112223334324445556) ); {(Int64) 1112223334324445556 }
End.
编辑本段ABS塑料
ABS塑料
化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene（ABS）
用途：汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），收音机壳，电话手柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等），打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等
比重:1.05克/立方厘米
燃烧鉴别方法：连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味
溶剂实验：环已酮可软化，芳香溶剂无作用
干燥条件：80-90℃ 2小时
成型收缩率:0.4-0.7%
模具温度：25-70℃（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）
融化温度：210-280℃（建议温度：245℃）
成型温度：200-240℃
注射速度：中高速度
注射压力：500-1000bar
特点：
1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.
2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.
3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。
5、用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.
6、同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。
成型特性：
1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.
2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.
3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。
4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。
ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。
ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。
ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。
ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。
ABS船级社认证图标
ABS：美国船级社缩写。
编辑本段资产支持证券
ABS ：资产支持证券（也叫资产担保证券或资产支撑证券，英文：Asset-backed security）由银行、信用卡公司或者其他信用提供者的贷款协议或者应收帐款作为担保基础发行的债券或票据；它与抵押有所不同。
ABS是以非住房抵押贷款资产为支撑的证券化融资方式，它实际上是MBS技术在其他资产上的推广和应运。由于证券化融资的基本条件之一是基础资产能够产生可预期的、稳定的现金流，除了住房抵押贷款外，还有很多资产也具有这种特征，因此它们也可以证券化。随着证券化技术的不断发展和证券化市场的不断扩大，ABS的种类也日趋繁多，具体可以细分为以下品种：（1）汽车消费贷款、学生贷款证券化；（2）商用、农用、医用房产抵押贷款证券化；（3）信用卡应收款证券化；（4）贸易应收款证券化；（4）设备租赁费证券化；（5）基础设施收费证券化；（6）门票收入证券化；（7）俱乐部会费收入证券化；（8）保费收入证券化；（9）中小企业贷款支撑证券化；（10）知识产权证券化等等。而且随着资产证券化技术的不断发展，证券化资产的范围在不断扩展。
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有关高分子材料毕业论文
高分子材料作为一种重要的材料， 经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。下文是我为大家整理的有关高分子材料毕业论文的范文，欢迎大家阅读参考!
有关高分子材料毕业论文篇1
浅析高分子材料成型加工技术.
【摘要】高分子材料成型加工技术在工业上取得的飞速发展，介绍高分子材料成型加工技术的发展情况，探讨其创新研究，并详细阐述高分子材料成型加工技术的发展趋势。
【关键词】高分子材料;成型加工;技术
近年来，某些特殊领域如航空工业、国防尖端工业等领域的发展对聚合物材料的性能提出了更高的要求，如高强度、高模量、轻质等，各种特定要求的高强度聚合物的开发研制越来越显迫切。
一、高分子材料成型加工技术发展概况
近50年来，高分子合成工业取得了很大的进展。例如，造粒用挤出机的结构有了很大的改进，产量有了极大的提高。20世纪60年代主要采用单螺杆挤出机造粒，产量约为3t/h;70年代至80年代中期，采用连续混炼机+单螺杆挤出机造粒，产量约为10t/h;80年代中期以来。采用双螺杆挤出机+齿轮泵造粒，产量可以达到40-45t/h，今后的发展方向是产量可高达60t/h。
在l950年，全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代。塑料产量的年均增长率为5.8%，2000年增加至1.8亿t至2010年，全世界塑料产量将达3亿t，此外。合成工业的新近避震使得易于璃确控制树脂的分子结构，加速采用大规模进行低成本的生产。随着汽车工业的发展，节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要.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工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷，提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。
据悉，目前汽车上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的传统汽车材料(如钢铁等)。因此，汽车中越来越多的金属件由塑料件代替。此外，汽车中约90%的零部件均需依靠模具成型，例如制造一款普通轿车就需要制造1200多套模具，在美国、日本等汽车制造业发达的国家，模具产业超过50%的产品是汽车用模具。
目前，高分子材料加工的主要目标是高生产率、高性能、低成本和快捷交货。制品方面向小尺寸、薄壁、轻质方向发展;成型加工方面，从大规模向较短研发周期的多品种转变，并向低能耗、全回收、零排放等方向发展。
二、现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以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。国外的Berstart公司已开发出作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机，可以解决其它挤出机(包括双螺杆和四螺杆挤出机)作为反应器所存在的问题。国内反应成型加工技术的研究开发还处于起步阶段，但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术要有大的发展。指交换法聚碳酸酯(PC)连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备，我国每年还有数以千万吨计的改性聚合物及其合金材料的生产。关键技术也是反应挤出技术及设备。
目前国内外使用的反应加工设备从原理上看都是传统混合、混炼设备的改造产品，都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题.另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同，该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程，达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。
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混炼过程及停留时间分布不可控制的难点，解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题，同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点，这些优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。该项新技术使我国聚合物反应加工技术直接切人世界技术前沿，并在该领域处于技术领先地位。
(二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术
1.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。此技术克服传统方式的中间环节多、周期长、能耗大、储运过程易受污染、成型前处理复杂等问题，将光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程整合为一体，结合动态连续反应成型技术，研究酯交换连续化生产技术，研制开发精密光盘注射成型装备，达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。
2.聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。此技术在强振动剪切力场作用下对无机粒子表面特性及其功能设计(粒子设计)，在设计好的连续加工环境和不加或少加其它化学改性剂的情况下，利用聚合物使无机粒子进行原位表面改性、原位包覆、强制分散，实现连续化制备聚合物/无机物复合材料。
3.热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将振动力场引入混炼挤出全过程，控制硫化反直进程，实现混炼过程中橡胶相动态全硫化.解决共混加工过程共混物相态反转问题。研制开发出拥有自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备，提高我国TPV技术水平。
三、高分子材料成型加工技术的发展趋势
近年来，各个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了国家级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划(攻关)等项目同时，非常注重科技成果转化与产业化，完成产业化工程配套项目20多项，创办了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料机械有限公司，使其有自主知识产权的新技术与装备在国内外推广应用。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列，近两年在国内20多个省、市、自治区推广应用近800台(套)。销售额超过1.5亿元，还有部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家.产生了良好的经济效益和社会效益。
例如PE电磁动态发泡片材生产线2000年和2001年仅在广东即为国家节约外汇近1600万美元，每条生产线一年可为制品厂节约21万k的电费。塑料电磁动态注塑机已开发完善5个规格系列，投入批量生产并推向市场;塑料电磁动态混炼挤出机的中试及产业化工作已完成，目前开发完善的4个规格正在生产试用。并逐步推向市场目前新设备的市场需求情况很好，聚合物新型成型装备国家工程研究中心正在对广州华新科机械有限公司进行重组。将技术与资本结合，引入新的管理、市场等机制，争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。我国已加入WTO，各个行业都将面临严峻挑战。
综上所述，我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技技术与装备的道路，打破国外的技术封锁，实现由跟踪向跨越的转变;把握技术前沿，培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合，加快成果转化为生产力的进程，加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。
参考文献：
[1]Chris Rauwendaal，Polymer Extrusion，Carl Hanser Verlag，Munich/FkG，l999.
[2]瞿金平，聚合物动态塑化成型加工理论与技术[M].北京：科学出版社，2005 427435.
[3]瞿金平，聚合物电磁动态塑化挤出方法及设备[J].中国专利9O101034.0，I990;美国专利5217302，1993.
有关高分子材料毕业论文篇2
浅论高分子材料的发展前景
摘要：随着生产和科技的发展，以及人们对知识的追求，对高分子材料的性能提出了各种各样新的要求。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、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发展趋势。
关键词：高分子材料;发展;前景
一 高分子材料的发展现状与趋势
高分子材料作为一种重要的材料， 经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高技术和现代生活密切相关的角度说， 人类已进人了高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用等不断提供许多量大面广、日新月异的新产品和新材料又要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。
鉴于此， 我国高分子材料应在进一步开发通用高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以满足市场需要的基础上重点发展五个方向：工程塑料，复合材料，液晶高分子材料，高分子分离材料，生物医用高分子材料。近年来，随着电气、电子、信息、汽车、航空、航天、海洋开发等尖端技术领域的发展和为了适应这一发展的需要并健进其进? 步的发展， 高分子材料在不断向高功能化高性能化转变方面日趋活跃，并取得了重大突破。
二 高分子材料各领域的应用
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， “ 以塑代钢” ，“ 塑代铁” 成为目前材料科学研究的热门和重点。这类研究拓宽了材料选用范围，使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便、耐用和经济转变。如聚氨酉旨弹性体，聚氨醋弹性体的耐磨性尤为突出， 在某些有机溶剂 如煤油、砂浆混合液中， 其磨耗低于其它材料。聚氨醋弹性体可制成浮选机叶轮、盖板， 广泛使用在工况条件为磨粒磨损的浮选机械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性， 对金属的同比磨耗量比尼龙小， 用聚四氟乙烯、机油、二硫化钥、化学润滑等改性， 其摩擦系数和磨耗量更小， 由于其良好的机械性能和耐磨性， 聚甲醛大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件。在汽车行业大量代替锌、铜、铝等有色金属， 还能取代铸铁和钢冲压件。
2 高分子材料在燃料电池中的应用
高分子电解质膜的厚度会对电池性能产生很大的影响， 减薄膜的厚度可大幅度降低电池内阻， 获得大的功率输出。全氟磺酸质子交换 膜的大分子主链骨架结构有很好的机械强度和化学耐久性， 氟素化合物具有僧水特性， 水容易排出， 但是电池运转时保水率降低， 又要影响电解质膜的导电性， 所以要对反应气体进行增湿处理。高分子电解质膜的加湿技术， 保证了膜的优良导电性， 也带来电池尺寸变大增大左右、系统复杂化以及低温环境下水的管理等问题。现在一批新的高分子材料如增强型全氟磺酸型高分子质子交换膜耐高温芳杂环磺酸基高分子电解质膜纳米级碳纤维材料新的一导电高分子材料等等， 已经得到研究工作者的关注。
3 高分子材料在现代农业种子处理中的应用及发展
高分子材料在现代农业种子处理中的应用：新一代种子化学处理一般可分为物理包裹利用干型和湿形高分子成膜剂， 包裹种子。种子表面包膜利用高分子成膜剂将农用药物和其他成分涂膜在种子表面。种子物理造粒将种子和其他高分子材料混和造粒， 以改善种子外观和形状， 便于机械播种。高分子材料在现代农业种子处理中研究开发进展：种子处理用高分子材料已经从石油型高分子材料逐步向天然型以及功能型高分子材料的方向发展。其中较为常见和重要的高分子材料类型包括多糖类天然高分子材料， 具有在低温情况下维持较好膜性能的高分子材料， 高吸水性材料， 温敏材料， 以及综合利用天然生物资源开发的天然高分子材料等， 其中利用可持续生物资源并发的种衣剂尤为引人关注。
4 高分子材料在智能隐身技术中的应用
智能隐身材料是伴随着智能材料的发展和装备隐身需求而发展起来的一种功能材料，它是一种对外界信号具有感知功能、信息处理功能。自动调节自身电磁特性功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料/系统。区别于传统的外加式隐身和内在式雷达波隐身思路设计，为隐身材料的发展和设计提供了崭新的思路，是隐身技术发展的必然趋势 ，高分子聚合物材料以其可在微观体系即分子水平上对材料进行设计、通过化学键、氢键等组装而成具有多种智能特性而成为智能隐身领域的一个重要发展方向。
三 高分子材料的发展前景
1高性能化
进一步提高耐高温，耐磨性，耐老化，耐腐蚀性及高的机械强度等方面是高分子材料发展的重要方向，这对于航空、航天、电子信息技术、汽车工业、家用电器领域都有极其重要的作用。高分子材料高性能化的发展趋势主要有创造新的高分子聚合物，通过改变催化剂和催化体系，合成工艺及共聚，共混及交联等对高分子进行改性，通过新的加工方法改变聚合物的聚集态结构，通过微观复合方法，对高分子材料进行改性。
2高功能化
功能高分子材料是材料领域最具活力的新领域，目前已研究出了各种各样新功能的高分子材料，如可以像金属一样导热导电的高聚物，能吸收自重几千倍的高吸水性树脂，可以作为人造器官的医用高分子材料等。鉴于以上发展，高分子吸水性材料、光致抗蚀性材料、高分子分离膜、高分子催化剂等都是功能高分子的研究方向。
3复合化
复合材料可克服单一材料的缺点和不足，发挥不同材料的优点，扩大高分子材料的应用范围，提高经济效益。高性能的结构复合材料是新材料革命的一个重要方向，目前主要用于航空航天、造船、海洋工程等方面，今后复合材料的研究方向主要有高性能、高模量的纤维增强材料的研究与开发，合成具有高强度，优良成型加工性能和优良耐热性的基体树脂，界面性能，粘结性能的提高及评价技术的改进等方面。
4智能化
高分子材料的智能化是一项具有挑战性的重大课题，智能材料是使材料本身带有生物所具有的高级智能，例如预知预告性，自我诊断，自我修复，自我识别能力等特性，对环境的变化可以做出合乎要求的解答;根根据人体的状态，控制和调节药剂释放的微胶囊材料，根据生物体生长或愈合的情况或继续生长或发生分解的人造血管人工骨等医用材料。由功能材料到智能材料是材料科学的又一次飞跃，它是新材料，分子原子级工程技术、生物技术和人 工智能诸多学科相互融合的一个产物。
5绿色化
虽然高分子材料对我们的日常生活起了很大的促进作用，但是高分子材料带来的污染我们仍然不能小视。那些从生产到使用能节约能源与资源，废弃物排放少，对环境污染小，又能循环利用的高分子材料备受关注，即要求高分子材料生产的绿色化。主要有以下几个研究方向，开发原子经济的聚合反应，选用无毒无害的原料，利用可再生资源合成高分子材料，高分子材料的再循环利用。
四 结束语
高分子材料为我国的经济建设做出了重要的贡献，我国已建立了较完善的高分子材料的研究、开发和生产体系，我国虽然在高分在材料的开发和综合利用方面起步较晚，但目前来看也取得了不错的进步，我们应提高其整体技术水平，致力于创新的高分在聚合反应和方法，开发出多种绿色功能材料和智能材料，以提高人类的生活质量，并满足各项工业和新技术的需求。
参考文献：
[1]金关泰.《高分子化学的理论和应用》，中国石化出版社，1997
[2]李善君 纪才圭等.《高分子光化学原理及应用》复旦大学出版社2003 6.
[3]李克友， 张菊华， 向福如. 《高分子合成原理及工艺学》，科学出版社，1999
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塑料盖子的设计 毕业论文有谁告诉我该那么写？？？
论文的写法希望可以帮到你，液体胶水的包装设计 毕业论文资料供你参考借鉴： 胶水是必备的办公用品和日常生活用品，但在办公用品的范畴内，书写工具，绘图工具和计量工具等的设计都有很好的发展，但胶水包装设计的发展几乎停止，现在能够见到的液体胶水包装形式也同几十年前没有区别，并且目前市场上使用的胶水多数被固体胶取代，也导致液体胶水的包装发展停滞不前。本设计就是总结过去的液体胶水包装设计的失败之处并结合固体胶的优点重新对液体胶水包装进行设计。 包装结构的设计思想里面通常包括功能性设计和提高工作效率的设计，但作为工具类商品的包装设计，用户每次使用都离不开包装，因此包装设计它还要包括激发消费者购买欲望的部分，甚至是激发消费者的好奇心和拥有产品后的自豪感。这就要在造型和功能上设计出与众不同的结构和特色。 I 北京林业大学本科毕业论文(设计) Water Glue Package Design Abstr act Water glue is a necessary part of office accessories. As writing tools, drawing tools, measures are developed very well, glue package is always the same as it is several decades ago. And the glue market is almost replaced by glue stick, which makes the development of water glue package suspended. This paper is to refresh the water glue package design, basing on defects of former design and advantages of glue stick. Regular package design mainly includes functionality and efficiency, but some tools should be designed to inspire purchasing desire , curiosity and being proud to having them, especially they always be used with package. So the shape and function of package must have distinctive structures and features to achieve the purpose. Key Wor ds: water glue, glue package, str ucture design II 北京林业大学本科毕业论文(设计) 1 ............................................................................................................................................................ 1 1.1 常见各种胶水包装............................................................................................................................... 1 1.1.1 液体胶水....................................................................................................................................... 1 1.1.2 固体胶........................................................................................................................................... 1 1.1.3 强力胶（万能胶）........................................................................................................................ 1 1.1.4 金属容器包装................................................................................................................................ 1 1.2 各种胶水的缺点及启发...................................................................................................................... 1 1.2.1 液体胶水...................................................................................................................................... 1 1.2.2 固体胶.......................................................................................................................................... 2 1.2.3 强力胶（万能胶）........................................................................................................................ 3 1.2.4 金属容器包装................................................................................................................................ 3 2 .................................................................................................................................... 4 2.1 本能水平的设计.................................................................................................................................. 5 2.2 行为水平的设计.................................................................................................................................. 5 2.3 反思水平的设计.................................................................................................................................. 5 3 ............................................................................................................................ 7 3.1 塑料球.................................................................................................................................................. 7 3.2 滚擦式系统.......................................................................................................................................... 8 3.3 瓶体倒置.............................................................................................................................................. 9 3.4 瓶体设计............................................................................................................................................ 10 3.4.1 弧形瓶体设计.............................................................................................................................. 10 3.4.2 圆形瓶体设计...............................................................................................................................11 3.5 底座（外盖）.....................................................................................................................................11 3.6 材料选择............................................................................................................................................ 12 4 .................................................................................................................................. 13 4.1 透明性的考虑.................................................................................................................................... 13 4.2 使用效率............................................................................................................................................ 13 4.3 胶水流动路线.................................................................................................................................... 13 III 北京林业大学本科毕业论文(设计) 4.4 倾斜的考虑........................................................................................................................................ 13 4.5 儿童安全盖的考虑............................................................................................................................. 14 5 .......................................................................................................................................... 15 6 .......................................................................................................................................................... 16 .............................................................................................................................................................. 17 ...................................................................................................................................................... 18 IV 北京林业大学本科毕业论文(设计) 胶水是日常生活与工作的必需品,随着包装设计的进步和发展,出现了很多种商品的包装形式，各种包装形式都曾在市场上占有一席之地。 液体胶水多为办公胶水。办公用胶水通常采用透明塑料包装，在顶部装有海绵头，用于吸附胶水以涂在被粘结物上。 固体胶价格稍贵但使用与携带都很方便，并且用胶量较易控制，粘贴效果好，较普通胶水平整，但胶棒直接与被粘物接触，并且直接暴露在空气中，忘记扣盖的话，胶棒会风干而失去粘接效力。也属于办公用胶水之一。 强力胶多采用金属软管包装设计,通常包装量为5g 到10g，因为通常消费者都不会使用大量的强力胶，与办公用胶水相比不属于日常用品，有一定专业性质。 大多为铁罐包装，部分包装顶部带有扣盖，但开启使用的时候不方便，属于快速消耗品的包装，不易保存剩余的产品。但笔者自修车师傅处见到一种使用此类包装保存剩余品的方法：在金属包装的侧面用钉子穿孔，从废旧的内胎上剪下一小圈作为封口。当再次使用时，扒开即可，不使用时，弹性使其密封。 ，利用其弹性，套在穿孔处每一代产品的出现都有其现实的使用价值，当然同时也会受到当时的科学技术的限制，每一种产品都有其特点以给后续的升级产品提供有用的参考价值。 Fig.1.1 Water glue 1 北京林业大学本科毕业论文(设计) 目前在国内仍然可以买到，但国外已淘汰的产品，价格便宜，使用也很方便，属于实用设计的典范，通常在办公室内等相对稳定的环境内使用，目前常见的是大型考试的考场中在桌子上贴考号的时候使用，因为贴考号对粘结强度要求不高，只是临时使用，并且在使用后可以方便的消除粘贴过的痕迹。属于教室配备的辅助用品，目的是适应教室的多功能要求。 其重要的缺点就是容易漏胶水,加之包装密封性不够完善而导致携带不方便，每一个液体胶水的使用者都会担心在携带的过程当中泄漏，污染其它物品，造成不必要的麻烦。并且这种包装通常都是一次性的，没有重新灌装新胶水的考虑。 固体胶广为流行的重要原因就是其方便携带的特性，它弥补了液体胶水在设计中的先天缺陷。既然一种产品被归纳为日常用品，这种产品就应该适应日常生活场所的多变性。每一个擅长或了解使用日常生活用品的消费者都会对工具的便携性提出一定要求，以适应不同的工作场所，另外，产品还应满足不浪费的原则。例如，胶水产品便携性得不到保证，还存在密封不严，内装物泄漏带来的浪费，会造成使用者心理上的负罪感。通常还有来自其它人对产品使用者的指责，因为指责的人直觉的意识到浪费是使用者的不小心，而不会注意到浪费是由于产品包装本身的不合理。因此，与国内常见的液体胶水相比，固体胶具有方便携带、不易泄漏的优点。 固体胶当然也有缺点，就是它的盖子容易丢失。改进方法一，增大固体胶尾部的直径，将盖子正扣在固体胶的尾部，使其与盖子的直径形成配合，则可以解决固体胶盖子容易丢失的问题，但从此会造成固体胶本身的直径与包装体的直径差距过大，导致单位面积上能够排列的固体胶包装的数目减少，从而减少集合包装的有效利用面积。并且从此造成的上大下小的固体胶包装形象，破坏了一致性的原则，使其与办公用品的其它种类不协调。 改进方法二，反扣。缩小固体胶包装尾部的直径，同样使盖子与尾部形成配合，使盖子反扣在尾部上，由于盖子的尾部通常设计为易于拧动旋转的有棱的形状，本身固体胶包装的供拧动的部分就很小，如果采取这种方案必然减少拧动部分的面积，大大减弱固体胶包装关键部分的易用性，同样不可取。 Fig.1.2 Glue stick 固体胶的另外一个缺点是涂敷不均匀。粘接后使被粘接表面的粘接力参差不齐，如果要达到理想的粘接力，浪费固体胶。例如，通常在纸上涂一条均匀的固体胶是不容易的，涂胶 2 北京林业大学本科毕业论文(设计) 量不平衡，当两个表面粘接时，纸张在这条涂胶的部分受力不均，可能倒置断断续续的粘连效果。 因此目前的固体胶包装已经在能够做的易用性方面达到最优化，并且当用户因丢失盖子而导致影响固体胶的正常使用时，用户通常不会想到是设计的一个小缺陷，而只会抱怨自己的不小心。能够唤醒用户的自我反省意识的产品同样也是成功的设计产品。 固体胶是一次性产品，固体胶的瓶体与胶棒是一体的，当胶棒用尽时，瓶体也就失去作用了，没有包括补充胶棒的设计。 万能胶的设计重点是在万能上，表明其用途广泛，由于其粘接能力足够大到适应大部分用途，陶瓷、塑胶、木材、橡胶、皮革、金属等，通常也叫做强力胶。每当生活用品有损坏的时候，如果有弥补的可能，大家都会第一时刻想到用强力胶去修补，这也是强力胶能够深入到各个家庭的优势。在模型制作领域也是非常通用。 强力胶的缺点是使用方法与注意事项比一般的胶粘剂复杂，需确保粘贴物表面清洁，在涂胶粘贴后，将被粘接的两面压紧约 10 秒钟甚至更长，才能达到理想的效果。但由于使用强力胶时需要获得的粘贴效果也是最高的，因此使用步骤的复杂并没有的影响消费者对强力胶的依赖，消费者也认为想要得到更好的粘接效果就要有更复杂的使用步骤。金属包装的万能胶对密封性都有很高的要求，因此包装结构不得不设计成不可拆卸，一体的包装形式，因此都为一次性包装，也不可能有考虑重新灌装的结构。 Fig.1.3 All-pur pose glue 通常万能胶采用金属软管或塑料瓶包装，每个包装的容量都很小，如5g,10g 等。 金属桶包装的胶粘剂使用范围相对其它包装形式的胶粘剂产品要小一些，但仍然是一个很大的市场，并且相对稳定，主要是供给加工修理行业的使用，通常这种行业的用胶量相对较大，如果都采用金属管状的包装，会提高成本。对于这种把胶粘剂作为主要消耗品的行业，金属桶包装是一个很好的选择，但通常开启会出现问题，要不要设计出胶口是一个很重要的平衡成本的问题。 3 北京林业大学本科毕业论文(设计) 设计日用产品的一个好处是，设计者本身也是使用者，在产品从雏形到成品的过程中，设计者还充当着测试者的角色，不断地在亲身体验半成品的优点与缺点，当下进行改进。设计者能够作为消费者去体谅别人，为了避免测试过程中产生的对产品的抱怨和不满，设计者努力地去工作去迎合消费者，同样也是在满足自己的要求。自己设计出的产品对设计者本人来说会有一种自然的亲和力，设计者也会设身处地的想到这种亲和力对其它的使用者会起到多大的作用。最优秀的产品创造出积极而持久的亲和力，这种亲和力将随着时间的流逝展现出来并得到加强，成为你的品牌在用户生活中的化身。 在产品生产如此发达的今天，想要让消费者对产品感兴趣，一个好的包装设计会在第一时间赢得消费者的青睐。单纯依靠良好运作的物品未必会受到用户的喜欢。因为人都有感情的一面，对待一个产品，除了理性分析之外，还有感性认识成分。而且很多时候，感性认识比理性认识对人们做出决定更为关键，这说明情感因素的重要性。因此一个成功的设计者，必须在重视产品易用性的同时，还要强调产品对用户的情感影响。在Emotional Design: Why we love (or hate) everyday things 中，Don Norman 提出有三种水平的设计（Three Levels of Design），本能的（Visceral），行为的（Behavioral），反思的（Reflective）。 因此考虑包装设计的时候要为了满足产品的三种水平而设计，即本能水平的设计，行为水平的设计，反思水平的设计。 Fig.2.1 Three levels of processing: Viscer al, Behavior al, and Reflective. 4 北京林业大学本科毕业论文(设计) 本能水平的设计主要涉及产品外形的初始效果。就是满足产品的基本功能的外形，产品 的设计主要考虑产品的功能，能够拥有放置胶水的容器部分、将胶水挤出的海绵头、防止将胶水长期直接暴露在空气中的盖子，不需要很高级的密封技术，也没有很炫目的造型，很朴素，用户在使用时能够从简单的造型中立刻理解此产品的功能与用途，功能表达方面很完美，但如果对于一个长期使用同
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