高分子材料加工新技术篇1
一、新材料
材料是社会进步的物质基础和先导，对国民经济和国防建设起着关键的支撑作用。新材料是高技术领域的重要组成部分，与信息、生命、能源并称为现代文明和社会发展的四大支柱。加强新材料的开发，对推动高新技术产业发展、促进传统产业升级换代和增强综合国力，具有重要的意义。本年度重点支持新材料领域中下列五个方面的技术和产品：1.金属材料；2.无机非金属材料；3.高分子材料；4.生物医用材料；5.精细化学品。本刊重点介绍后三种技术和产品。
高分子材料
高分子材料是新材料领域的重要组成部分，由于其具有优良的物理、化学性能和优异的加工特性，被广泛应用于信息产业、航空航天、生物医药、交通运输、机械仪表、建筑和能源等国民经济重要领域。随着新型高分子合成、改性与加工等高技术的发展，高性能高分子材料迅速崛起，新产品、新技术不断涌现。新型高分子材料的开发和广泛应用，对于推动传统产业的升级换代、新兴产业的发展壮大会起到积极的作用，必将对推动我国国民经济的发展发挥重要的作用。
本年度重点支持的方向如下。
高性能高分子结构材料
高性能高分子结构材料具有机械性能好、比强度高、耐热性好、耐腐蚀、耐磨损和易加工等特点，在各行业应用广泛，对国民经济的发展和国家安全具有重要意义。本年度重点支持：具有高强、耐高温、耐磨、高韧的高分子结构材料和复合材料；低成本化的特种工程塑料；具有特殊功能、特殊用途的高附加值热塑性树脂。
新型高分子功能材料
高分子功能材料由于其特有的功能性和专用性，在生态环境保护、信息功能化、生物医用器材、物质分离膜、能量转换和储能技术等工业领域有着极为广泛的应用。本年度重点支持：先进功能膜材料及支撑材料；光电信息高分子材料；液晶高分子材料；形状记忆高分子材料；高分子相变材料；具有特殊功能性、高附加值的高分子材料。
高分子材料的低成本化和高性能化
通用塑料的高性能化和工程塑料的低成本化，仍然是当前高分子材料领域研究、开发的重点之一，同时也是扩大通用塑料和工程塑料应用范围的一个重要措施。鼓励开发产业化制备技术和工业化应用技术。本年度重点支持：通过化学改性和／或物理改性(含纳米技术改性)，性能显著提高或获得特殊性能的高分子及其复合材料；高刚性、高韧性、高电性能、高耐热或导热性聚合物合金与改性材料；新型高性能热塑性弹性体；具有特殊用途、高附加值的新型改性高分子材料。
本年度不支持：普通塑料的一般改性专用料；普通电线、电缆专用料；流延、吹塑、拉伸法生产的通用薄膜；普通管材、管件及异型材(如普通塑钢窗)；以聚乙烯、聚丙烯为基材的部分降解材料；普通的pS和pU泡沫塑料等。
新型橡胶材料
新型橡胶作为三大合成材料之一，在国防工业、航空航天和交通运输等方面具有广泛的应用。为满足现代汽车工业高速、耐热、减震、密封、耐老化、耐介质、耐脉冲性的要求，优化橡胶工业产品结构，采用高性能材料，可以有效缓解资源不足和环境污染的压力。本年度重点支持：特种合成橡胶；新型橡胶功能材料及产品；为高速安全交通配套的橡胶轮胎和制品。
本年度不支持普通橡胶制品项目。
新型纤维材料
纤维是高分子材料的重要组成部分，广泛应用于纺织、信息、航空、汽车、环保、卫生、建筑等领域。我国纤维、纺织品及服装的产量均居世界第一，但产品性能档次低、附加值低，常规产品产能过剩，高档产品需进口，技术进步和产品创新仍以跟踪国外为主。新型纤维品种及其成纤高分子新品种的开发及产业化是纺织新产品创新的源头，因此必须加大技术含量高、市场前景好的新技术和新品种开发力度，加快产业化进程，推进全行业产品的升级换代，重视环境友好和清洁生产，重点支持我国自主知识产权的技术，同时支持有较高技术含量的集成创新。本年度重点支持：新型成纤聚合物开发，及应用新型成纤聚合物制备的具有特殊性能或功能的纤维；高性能纤维及其原料、半成品；环境友好及可生物降解型纤维；在确保环境保护的前提下，申报差别化纤维开发及应用项目(仅限于西部欠发达地区申报)。
本年度不支持服装面料、衬布、纱线、常规或性能仅略有改善的纤维(如：有色、异形、细旦、功能粉体添加、简单的化学改性、常规的共混等)及服装项目；不支持常规的非织造布、涂层布或层压纺织品、一般功能性纤维材料产品项目。
生态和环境友好高分子材料
随着高分子材料的迅速发展，传统高分子材料在使用过程及废弃后对环境的危害逐渐显现，白色污染已经引起了社会的关注。发展生态和环境友好高分子材料是高分子材料新的方向之一。本年度重点支持：以生物质来源的高分子材料及制品；全生物降解塑料及其制品。
本年度不支持：淀粉填充的不完全降解塑料及其制品、单纯填充的材料、废旧高分子直接回用、单纯降解塑料制品常规制备项目。
高分子材料的加工应用技术
现代科技进步迫切需要成型加工具有优异性能和特定形态的高分子材料及制品，成型加工工艺及设备也正在向高效、节能、省料、优质方向发展。通过某些物理化学和机械手段将各种形态的聚合物成型为不同用途的制品；通过对高分子材料制品表面进行改性，可制备出具有导电、磁性、压电、屏蔽、耐蚀、耐磨等单功能或多功能应用产品。本年度重点支持：具有微孔结构的复合注射成型；高比强度、大型复杂热塑性制品成型；模内优质修饰注塑成形；先进的高分子材料制品的表面改性与应用；CaD及气辅Cae辅助等高分子加工新工艺；具有显著节能减排效果的新工艺技术。
高分子材料加工新技术篇2
摘要：近年来，高分子材料成型加工技术正处于快速发展阶段。本文详细阐述了高分子材料成型加工技术的发展情现状及其未来发展趋势，以期为我国高分子材料成型加工技术做出有益探索。
关键词：高分子材料；成型加工；发展现状；发展趋势
abstract:inrecentyears,highpolymermaterialmoldingprocessingtechnologyisinrapiddevelopmentstage.thispaperexpoundsthepolymermaterialmoldingprocessingtechnologydevelopmentpresentsituationandfuturedevelopmenttrendoflove,toChinahighpolymermaterialsformingtechnologytomakeausefulexploration.
Keywords:highpolymermaterials;Formingprocessing;Developmentpresentsituation;Developmenttrend
中图分类号：tU74文献标识码：a文章编号：
最近几年，国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展要求更高性能（如轻质、高模量和高强度等）的聚合物材料，开发研制满足特定要求的高强度聚合物迫在眉睫。本文即在此背景下，结合笔者多年实践工作经验，就分子材料成型加工技术做了深入浅出的探讨。
一、高分子材料成型加工技术的发展现状
最近几年，世界高分子合成工业取得飞速进展。以造粒用挤出机为例，其结构有了较大改进，极大的提高了产量。其发展历程如下表1所示[1]。
表1造粒用挤出机发展历程一览表
时期名称产量（t/h）
上世纪60年代单螺杆挤出机造粒3
70年代～80年代中期连续混炼机+单螺杆挤出机造粒10
80年代中期～至今双螺杆挤出机+齿轮泵造粒40～45
再以塑料为例，其发展历程如下[2]：①1950年全世界塑料年产量约为200万t；②上世纪90年代，塑料产量年均增长率接近5．8％；③2000年增加至1.8亿t；④至2010年，全世界塑料产量高达3亿t。伴随着世界汽车工业的飞速发展，汽车对高速、节能、环保、美观、舒适和安全可靠等方面提出了越来越高的要求，汽车性能的逐渐提高极大的促进了汽车零部件及其相关材料工业的发展速度。因此，为降低整车成本及其自身增加汽车有效载荷，提高汽车中塑料类材料的使用量便成为关键。
当前，高分子材料加工将朝着以下目标发展：高性能；高生产率；低成本；快捷交货。制品方面则朝着轻质、薄壁和小尺寸等方向发展；成型加工方面则朝着全回收、低能耗和零排放等方向发展，并从大规模向较短研发周期的多品种进行转变。
二、高分子材料成型加工创新研究技术
2.1基于动态反应加工设备基础上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[3]。该技术克服了传统方式的周期长、中间环节多、能耗大、易污染及成型前处理复杂等诸多问题，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，研究醋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[4]。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。
2.2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。指交换法聚碳酸酯连续化生产和尼龙生产中的关键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。当前，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。
三、高分子材料成型加工技术的未来发展趋势
近年来，多个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了部级火炬计划预备项目和国家“八五”和“九五”重点科技计划等项目的同时，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，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，销售额超过1．5亿元，取得了良好的经济效益和社会效益。将技术与资本结合，引入新的管理和市场机制，争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。
四、结论
综上所述，我国要想打破国外技术垄断，实现由跟踪向跨越的转变，就必须走走独具中国特色的高分子材料成型加工技技术与装备的发展道路，把握技术前沿，培育自主知识产权。促进科学研究和产业界相结合，努力将科研成果转化为实际生产力，加快我国高分子材料成型加工高新技术及其相关产业的快速发展。（指导老师：孙伟）
参考文献
[1]孔明伟.高分子材料成型加工技术的发展新探[J].黑龙江科技信息,2011,(14).
[2]吴刚.高分子材料成型加工技术的进展[J].广东化工,2008,(09).
[3]金龙浩.高分子材料成型及其控制[J].科技资讯,2007,(33).
高分子材料加工新技术篇3
【关键词】新材料；市场前景
一、电子光电材料
信息领域的发展使人们需要处理的不仅是数据、文字、声音和图像，而是活动图像和高清晰的图像。在海量数据信息存储中，信息的存入和取出速率要求越来越高，半导体内存储器的数据存取时间从微秒降到纳秒级，而外部存储器的数据存取时间从毫秒级降到微秒级，要求存储介质的记录和擦除的时间响应要快。存储过程的物质变化主要依靠原子、离子和分子的自旋变迁、电子跃迁、光子感应，以及原子、离子和分子在它们最邻近位置的移动，要求在新存储材料研究上有新的突破。21世纪是“太元时代”，即电信时代，通信产业将从电子邮件、因特网等计算机通讯手段向智能通信网络发展，新的网络核心――光子、光网络的传播因子将直接是波长而不是分组，载有信息的光子直接进入网络。目前，集成电路技术可以把整个计算机系统架构在硅晶片上，经过光纤放大器（eDFa）和波分复用（wDm）等现代光纤通信技术，可以将整个计算机系统架构在石英光纤上，而主要原料则是砂子。微电子是技术导向性产业，通过缩小器件的特征尺寸，提高芯片的集成度、增加硅片面积来提高集成电路的性能和性价比。在微电子技术的发展过程中，材料科学技术起到决定性和作用，因为集成电路是制造在各相关体或薄膜材料上的，制造过程中也会涉及系列的材料问题。微电子技术将进入亚0.1um时代，在这样的器件尺度下，技术和物理的限制将会出现，对材料科学技术的发展提出了新要求。集成电路材料分为功能性材料、结构材料、工艺材料和辅助材料，还可能引入新的材料。显示技术从阴级射线管开始，已经发展到了可便携式和大屏幕的显示技术，航天技术的发展要求显示材料能克服策略加速的震动能力，并适应不同的温差和湿差等。目前显示技术主要有两种：发光显示与不发光显示。发光显示屏都涂有发光涂料，不发光的材料主要是液晶。低维结构材料指除三维体材料外的二维、一维和零维材料。一维量子材料指载流子仅在一个方向可以自由运动，而另两个方向则受约束。零维量子材料指载流子在三个方向受约束。集成电路芯片功能的实现要依靠引出信号，即依靠封装材料组成器件，封装是集成电路支撑、保护的必要条件，是其功能实现的组成部分，能够实现电源供给、信号互联、机械支撑、散热和环境保护功能。微电子封装涉及了除芯片外的所有半导体元器件领域。
二、生物医学材料
用生物材料制成人工器官取代受损器官是当前医学发展的趋势，过去的材料是人工合成材料，可能造成一系列的副作用，如生物不相容性和血不相容性，同时还会带来异体界面发生的炎性反应、位移和破裂，器官移植供体不足和排异药物的副作用也没有彻底解决。利用新生物医学材料可在体外用聚合物构建一个支架体内，使活细胞与支架进行结合，构成具有生物活性的人体组织器官。这些生物功能材料可以是永久性的，也可以是生物降解的，可以是天然合成材料也可以是杂化材料，但结合材料对细胞的反应情况，使其能实现活细胞在体内或体外相容。生物医学材料不是被“惰性”植入体，而是要引导细胞、组织及器官的修复和再生功能，主要的发展目标是：新型可降解材料；利用物理、化学和生物方法来改选原有材料。另一个与生物医学材料相关的是材料仿生的研究，包括模仿天然生物材料结构特征的结构仿生和模仿生物体中形成材料的过程仿生。目前，细胞工程、基因工程和微生物学向材料科学的渗透，使生物科学原理在材料科学领域得到了广泛应用。
三、复合材料与高分子材料
若想实现一种材料满足各种高水平的综合指标，从单一材料出发是非常困难的，复合材料是将金属、无机非金属、高分子材料组合起来的一种多相材料，其设计自由度很大，可以在组成成分选择、占比来满足设计要求，即复合材料效应。目前，复合材料与金属材料、高分子材料和无机非金属材料并列为四大材料。如在新能源方面，碳纤维和玻璃纤维已经应用于风力发电机的叶片、太阳能电池的轻质高强度支架、核电和潮汐发电的离心机转子等。复合材料使用寿命长也可以节约资源，如高强纤维增强混凝土可以扼制开裂，从而防止钢筋生锈；同时在设计高性能碳纤维或芳酰胺纤维增强聚合物代替钢筋克服了原来存在的问题。在基础建设的修复中，复合材料好是最经济的方法。特殊功能的高分子材料的质量取决于材料的选择和成型技术，高分子材料成型加工是一门交叉科学，主要研究材料特性，确定最佳的加工条件，制造最佳性能的产品。目前的主要研究方向是：研究在加工工程中材料结构的演变，通过反应性加工实现预期的材料结构，与辐照、力化学、电磁振荡等物理技术结合确定最佳加工方法等。合成纤维已经占居了纤维的主要市场，目前研究的方向是：开展高性能纤维和功能纤维，如pBo纤维、分离功能纤维、有机光导纤维等的研制。
四、其它新材料
电池将在解决经济增长、能源和环境难题中直到重要的作用，而材料是电流的基础。燃料电池和各种高能电池将在人类社会发展中起到重要的作用。目前发展方向是小型电池、长寿命电池和燃料电池，通过电池材料可以提高电池性能。薄膜是一种用途很广的材料，主要用于维护材料或零部件的结构完整性，如耐磨损、耐腐蚀性和耐高温性等，通常被称为是防护膜。另一个薄膜则要求应用其电、磁、声、光等功能，通常被称为是功能膜。生物材料上使用的薄膜通常被称为是生物医学膜，还有装饰膜和包装膜等。薄膜技术的发展主要包括薄膜材料开发、薄膜沉积工艺、薄膜材料结构与性能研究、薄膜应用技术等。薄膜技术发展的主要特点是：器件的微型化使薄膜的尺度不断减少。宏观状态的物质有三维空间，当物质在某个方向的度量尺寸是微观尺度，而其宏观而其它方向是宏观尺寸时，则会呈现二维性，其性能也会发生重大变化，这涉及物理和材料两个学科领域，可见，一维材料膜和二维材料膜构成了低维材料家族。功能陶瓷包括铁电、压电、介电、热释电、半导、导电、超导和磁性等功能各异的陶瓷材料，是电子信息、集成电路、移动通讯、计算机、自动控制、精密仪器、航空航天、汽车和能源等高技术领域的重要基础材料。信息功能陶瓷是新型无机非金属材料，用于表面组装技术，压电驱动器、超声马达，复相与复相功能陶瓷，软化学与功能陶瓷薄膜，半导体陶瓷与传感器，电子封装陶瓷基片等领域。水泥材料主要研究水泥熟料矿物的结构与特征，水泥生产过程的技术进步、水泥的水化与硬化、水泥硬化体的与工程性质等，水泥浆与集料的界面结构和混凝土的耐久性，以及低钙复合水泥的技术开发路线等。
参考文献：
[1]Fine,m,e.(1990)theFirstthirtyYearsintech.theFarlyYears:aHistoryofthetechnologicalinstituteatnorthweaternUniversityform1939to1969(privatelypublishedbynorthweaternUniversity)p.121.
[2]国外优秀科技著作出版基金专项基金.走进材料科学[m].科学出版社,2001.
[3]潘金生,仝建民,田民波.材料科学基础[m].清华大学出版社,2001.
高分子材料加工新技术篇4
关键词：聚合物注射成型技术挤出成型技术微孔泡沫塑料
材料是技术进步的核心内容。材料之间的竞争和替代对于现存市场和新市场的竞争还必然持续下去。对于高分子材料，其主要性能不仅仅取决于分子的化学结构，还取决于于材料的形态。而材料的形态主要是在其加工过程中形成的。
一、高分子材料成型的加工技术
1.聚合物动态反应加工技术及设备
高分子材料成型加工工业的发展目前在我国占有极其重要的地位，但是我国的高分子材料成型的加工技术的开发目前还处于初步阶段。高分子材料成型加工是高能耗过程作业，无论是挤出、注射还是中空吹塑成型塑料原理都必须经过熔融塑化及输送这一基本和共性的过程，目前普遍采用的设备包括螺杆挤出机和螺杆注射机等。
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。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，将聚合物反应挤出全过程引入到电磁场引起的机械振动场，从而达到控制化学反应过程、反应制品的物理化学性能以及反应生产物的凝聚态结构的目的，这就是聚合物动态反应加工技术及设备。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。
2.以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术
2.1信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。该技术克服了传统方式的周期长、中间环节多、能耗大、易污染及成型前处理复杂等诸多问题，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，研究醋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。此技术的研究实现，加强了我国在该领域内的发言权。
2.2聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。这种设备的关键在于将电磁场引起的机械振动场引入到聚合物反映挤出全过程，达到控制化学反应的过程、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。
2.3热塑性弹性体动态全硫化制备技术。这项技术主要是为了解决材料共混加工过程中共混物相态反转的问题，需要将振动力场引入混炼挤出全过程，通过控制硫化反直进程，实以达到混炼过程中橡胶相动态全硫化。
二、高分子成型主要技术方法
1.挤出成型技术
挤出成型技术包括单螺杆挤出、双螺杆挤出和柱塞式挤出。其原理是利用螺旋杆加压，将塑化好的聚合物连续的从挤出机的机筒挤入机头，融化的聚合物通过机头口模成型，牵引拉出后进行冷却剂定型，最终形成制品。具体又可细分以下几个方面：
1.1反应挤出工艺。此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，由于使聚合物性能可以多样化、功能化并且可以使工艺操作简单、生产连续和经济适用而重视
1.2挤胀成型技术。此技术是一种塑性成型方法，适于制作一些精细的制品，常采用注塑、旋转模塑或吹塑方法成型。
1.3挤出注射组合技术。此种技术是将挤出的聚合物与其他注射进的非熔融状成分混合后成型的过程。
1.4共挤出技术。共挤出技术需要两台或两台以上的挤出机共同工作，每台挤出机出一种聚合物，最终同时挤出多种聚合物并在一个机头中成型的技术。
1.5固态挤出工艺。此工艺主要是指聚合物在固态的时候即低于熔点的条件下被挤出口模。
2.注射成型技术
简单来说，注射成型技术就是将熔融状态的聚合物注射到固定形状的模具中，待冷却成型后形成高分子材料制品的一种工艺。由于绝大多数塑料都可以采用注塑成型，因此拓宽了这种工艺的应用范围。另外这种工艺具有生产时间短、产品尺寸稳定、生产操作简单等许多优点，因此在行业中具有重要地位。具体有以下几种技术：
2.1注射结构发泡成型技术
结构发泡制品是一种具有致密的表皮层和内部微细小孔的芯层的连体发泡材料，其单位密度强度和刚度比同种未发泡的材料高3～4倍。广泛用于建筑、家具、家电、日用品、农业等领域。此项技术相对于传统的成型工艺取得了一定的进步，保留了其优点，摆脱了其缺点如产品强度不够生产时间长等，且进一步拥有产品重量轻差异小等优点。
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关键在于在注射装置中布置电磁式直线脉冲，在聚合物塑化、初涉、成型的全过程中，均保证在电磁场产生的机械震动下进行，使得整个成型过程处于周期性的振动状态。
2.3微孔泡沫塑料注射成型
与传统的塑料发泡技术相比，微孔泡沫塑料注射成型技术不需要添加其他化学成分，也分为简写成型、连续挤出成型机注射成型等技术。主要包括热诱导相分离法、单体聚合反应法及超饱和气体法。
2.4复合熔芯注射成型技术
复合熔芯注射成型技术分为三个主要阶段：第一阶段是制备复合熔心即将模具型芯金属放入预制的铸造母槽中定位，并教主低熔点合金成型后进行外形修整。第二各阶段是熔芯的注射成型即将已经制备好的复合熔心再次仿佛模具中并进行注射成型。第三是熔芯分离即低熔点合金、嵌件及塑件加热后分离的过程。
3.吹塑成型技术
吹塑成型指的是通过气体压力使闭合在模具中的热容型坯吹胀形成中空制品的方法。这种方法由于模具只需要凹槽，因此设备造价低适应性强，并且和成型复杂形状的制品。是第三种最常用的高分子材料成型方法。
三、结束语
近年来，多个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了部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，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。我国必须根据自身的实际情况来发展高分子材料成型加工技术及设备，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。
参与文献
高分子材料加工新技术篇5
一、高分子材料与工程
高分子材料与工程专业培养具备高分子材料与工程等方面的知识，能在高分子材料的合成、改性、分析测试和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。
本专业学生主要学习高聚物化学与物理的基本理论和高分子材料的组成、结构与性能知识及高分子成型加工技术知识。
学习课程
聚合物加工原理、聚合物成型工艺、聚合物流变学、高分子物理、高分子化学、物理化学、有机化学
毕业生具备的专业知识与能力
掌握高分子材料的合成、改性的方法;
掌握高分子材料的组成、结构和性能关系;
掌握聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本理论和基本技能;
具有对高分子材料进行改性及加工工艺研究、设计和分析测试，并开发新型高分子材料及产品的初步能力;
具有应用计算机的能力;
具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步能力。
就业方向
该专业毕业生可到石油化工、电子电器、建材、汽车、包装、航空航天、军工、轻纺及医药等系统的科研(设计)院所、企业从事塑料、橡胶、化纤、涂料、粘合剂、复合材料的合成、加工、应用、生产技术管理和市场开发等工作，以及为高新技术领域研究开发高性能材料、功能材料、生物医用材料、光电材料、精细高分子材料和其它特种高分子材料，也可到高等院校从事教学、科研工作。
高分子材料与工程专业的20所大学
二、复合材料与工程专业
复合材料与工程专业培养具有良好的思想素质，强烈的社会责任感，健康的体魄和健全的心理素质、德、智、体全面发展，掌握新型复合材料生产原理和生产工艺、能胜任无机材料、高分子材料、新型复合材料等生产企业基层管理工作和实际岗位操作，具有较高综合素质，“用得上、留得住”的应用型人才。
专业特色
该专业既重视学生数学、力学和材料科学的基础理论培养，又重视学生的工程能力训练，并对有关专业课实行教学内容的国际接轨。课程设置注重基础理论与工程的结合、自然科学知识教育与文化素质教育结合，理论与实践相结合。学校会设有工程设计制图课程设计、工程训练、下厂实习、毕业实习、毕业设计和毕业论文等实践环节。实验有高分子物理实验、高分子化学实验、复合材料制备与加工实验、材料性能测试实验等。
就业方向
本专业学生毕业后可毕业生可以就业于与复合材料相关的汽车、建筑、电机、电子、航空航天、国防军工、信息通讯、轻工、化工等有关企业和公司，担任工程研究人员、工程师和营销管理人员，从事设计、研发、分析、生产、测试、评价、营销、管理等工作;也可以在高等院校、研究设计院所从事科研教学工作。
开设院校
哈尔滨工业大学、西北工业大学、华东理工大学、南京工业大学、青岛大学、青岛科技大学、长江大学、中北大学、河北工程大学等
高分子材料加工新技术篇6
关键词：高分子材料成型技术
0、引言
近年来，随着我国经济的快速发展，国家的科技实力有了很大的提高。随着我国国防、载人航天等高科技领域对高性能聚合物材料的需求，我国在高分子材料成型加工技术更是取得了巨大的成就。高分子材料即相对分子质量较高的化合物构成的材料，一般单元结构较复杂。它的主要作用是制成各种各样的产品，因此能够将其制成不同形状的成型加工技术就极其重要。
1、高分子材料成型原理
对于高分子材料，其主要性能不仅仅取决于分子的化学结构，还取决于于材料的形态。而材料的形态主要是在其加工过程中形成的。传统的高分子材料的加工过程和高分子材料的制备过程是分开的，其制备过程主要是聚合物的形成过程，而高分子材料的成型过程是将生成的聚合物采用一定的成型工艺，如挤塑、注塑、吹塑等工艺。
鉴于传统工具有高耗能、时间长等缺点，如今主要采用新的高分子材料反应加工工艺。这种工艺将高分子材料聚合物的合成和聚合物的加工成型合为一体，采用的设备具有高分子合成及成型设备的双重功能。这种工艺具有生产周期短、过程相对简单、节约能源等优点。
2、高分子成型主要技术方法
2.1挤出成型技术
挤出成型原理是利用螺旋杆加压，将塑化好的聚合物连续的从挤出机的机筒挤入机头，融化的聚合物通过机头口模成型，牵引拉出后进行冷却剂定型，最终形成制品。几乎成型真的过程主要有加料、塑化、成型、定型等，一个合格的高分子材料制品需要各个环节均运作良好方可。具体而言，挤出成型工艺，又可细分为以下几个方面：
1）共挤出技术。这种技术需要两台或两台以上的挤出机共同工作，每台挤出机出一种聚合物，最终同时挤出多种聚合物并在一个机头中成型的技术。2）挤出注射组合技术。这种技术就是将挤出的聚合物与其他注射进的非熔融状成分混合后成型的过程。这种技术最大的优点就是调节复合物的配方方便。3）挤胀成型技术。这是一种塑性成型方法，适合于做一些精细或中空的制品，通常采用旋转模塑、注塑或吹塑方法成型。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。5）固态挤出工艺。这种工艺主要是指聚合物在固态的时候即低于熔点的条件下被挤出口模。由于聚合物在挤出口模时发生很大的变形，使得分子的取向程度远远大于熔融加工，因此制品具有更好的力学性能。
2.2注射成型技术
简单来说，注射成型技术就是将熔融状态的聚合物注射到固定形状的模具中，待冷却成型后形成高分子材料制品的一种工艺。由于绝大多数塑料都可以采用注塑成型，因此拓宽了这种工艺的应用范围。另外这种工艺具有生产时间短、产品尺寸稳定、生产操作简单等许多优点，因此在行业中具有重要地位。具体有以下几种技术：
1）电磁式聚合物动态塑化注射成型。这种技术的关键在于在注射装置中布置电磁式直线脉冲，在聚合物塑化、初涉、成型的全过程中，均保证在电磁场产生的机械震动下进行，使得整个成型过程处于周期性的振动状态。
2）微孔泡沫塑料注射成型。与传统的塑料发泡技术相比，这种成型技术不需要添加其他化学成分，也分为简写成型、连续挤出成型机注射成型等技术。主要包括热诱导相分离法、单体聚合反应法及超饱和气体法。
3）注射结构发泡成型技术。此项技术相对于传统的成型工艺取得了一定的进步，保留了其优点，摆脱了其缺点如产品强度不够生产时间长等，且进一步拥有产品重量轻差异小等优点。
4）复合熔芯注射成型技术。这种技术分为三个主要阶段：第一阶段是制备复合熔心即将模具型芯金属放入预制的铸造母槽中定位，并教主低熔点合金成型后进行外形修整。第二各阶段是熔芯的注射成型即将已经制备好的复合熔心再次仿佛模具中并进行注射成型。第三是熔芯分离即低熔点合金、嵌件及塑件加热后分离的过程。
2.3吹塑成型技术
吹塑成型指的是通过气体压力使闭合在模具中的热容型坯吹胀形成中空制品的方法。这种方法由于模具只需要凹槽，因此设备造价低适应性强，并且和成型复杂形状的制品。是第三种最常用的高分子材料成型方法。具体包括以下几种技术：
1）中空制品的吹塑。对于中空制品，其吹塑方法主要有三种：挤出吹塑：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。
2）高温吹塑成型技术。此技术的关键在于打破了传统的吹塑成型需在低温挤出这一模式，一般加工温度在250—350左右，采用高温进气吹塑成型，加工材料多为高耐热的热塑性材料，并且对吹塑成型机和模具的冷却装置的要求较高，需要其能够适应高温和低温冷却的频繁交替。
3）多层吹塑成型技术。多层吹塑成型技术的关键在于增设了一个阀门，在高分子材料挤出成型的过程中可方便的更换原料，因此生产出的制品为软质和硬质交替。此技术在加工防渗性容器的时候使用较多。
4）吹塑发泡技术。这种工艺的基本过程与中空吹塑相似，主要包括：用挤出法或注射法生产预成型坯件；将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。
3、高分子材料成型发展新动态
3.1聚合物动态反应加工技术及设备
这种设备的关键在于将电磁场引起的机械振动场引入到聚合物反映挤出全过程，达到控制化学反应的过程、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。
3.2热塑性弹性体动态全硫化制备技术。
这项技术主要是为了解决材料共混加工过程中共混物相态反转的问题，需要将振动力场引入混炼挤出全过程，通过控制硫化反直进程，实以达到混炼过程中橡胶相动态全硫化。
参考文献:
[1]甄延波.高分子材料成型加工技术的进展[J].化工中间体，2012年02期，23—25
高分子材料加工新技术篇7
关键词：无机纳米材料；纳米加工技术；研究
随着纳米技术的发展和电子器件小型化的需求，纳米加工方法越来越多地引起人们的关注，纳米技术的核心是纳米加工技术。纳米加工技术作为引起一场新的产业革命的科学技术，备受世人瞩目。随着科技的发展，对电子器件小型化的要求越来越强烈，各种器件逐渐由微米向纳米尺度发展。特别是对纳米器件、光学器件、高灵敏度传感器、高密度存储器件以及生物芯片制造等方面的纳米化要求越来越强烈，如何缩小图形尺寸、提高器件的纳米化程度已经成为各国科学家们越来越关心的问题。然而由于传统刻蚀技术的限制使得器件纳米化的发展成为当今电子器件小型化发展的重要制约因素之一。因此，新型纳米加工技术突破传统光刻限制和有机高分子结构的限制，属于多项纳米操纵加工技术的系统工程研究，主要特色为瞄准学科前沿的创新性应用基础研究，具有较强的创新性、前瞻性和原创性，具有广泛的应用前景。
1国内外研究现状
近年来，为了克服原有光刻技术对图形线宽的限制，人们已探索了许多先进的纳米刻蚀加工方法。at&tBeii实验室的R・S・Becker等人利用扫描探针显微技术实现了在Ge表面原子级的加工。H・D・Day和D・R・allee成功地实现了硅表面的纳米结构制备，从而在纳米加工领域开辟了新的天地。近年来，mirkin研究组和其它几个研究集体利用扫描探针技术成功地制造了有机分子纳米图形与阵列、无机氧化物、金属纳米粒子、高分子溶胶等纳米图形和阵列以及蛋白质阵列。此外，离子束、电子束、极紫外、X射线、深紫外加波前工程、干涉光刻以及原子光刻等技术的出现进一步发展了纳米刻蚀加工技术，为克服光刻的限制，提高图形密度提供了可能。然而这些方法虽然可以实现相对复杂的纳米图形化，但其设备昂贵，投资成本较大、应用步骤复杂，更主要的在于生产效率低，产品价格高昂，因而难以在要求低成本、高产出的商业中得到广泛的应用，特别是在图形要求相对简单、有序，而密度和灵敏度要求较高的纳米器件中（如：传感器、激光器、平板显示器、高密度存储器件、生物芯片、量子器件等方面）的应用受到了很大的制约。因此，如何发展简单、便宜、适用于大规模生产的表面图案化技术已成为一个涉及众多学科领域的新课题。
当前，美、日两国在纳米光刻领域的研究处于世界领先地位。为了应对纳米技术的挑战，欧洲最近几年开展国家间的大型合作项目技术，纳米光刻技术得到了深入研究和广泛发展。近年来我国对纳米加工方面的研究也进行了大力的扶持，很多科研单位将纳米加工技术列为重点研究项目，并引进了具有0.13和0.09微米生产技术能力的大型芯片企业，为提高我国的纳米加工技术和芯片制造水平，发展信息产业技术，抢占21世纪纳米科学技术的制高点具有不可低估的作用。
2新型纳米加工技术
纳米加工技术是为了适应微电子及纳米电子技术、微机械电子系统的发展而迅速发展起来的一门加工技术。目前，探索新的纳米加工方法和手段已成为纳米技术领域中的热点。随着纳米加工技术的发展，现已出现了多种纳米加工技术，新型纳米加工技术利用无机纳米材料及无机-有机纳米复合图形材料制备纳米图形化掩模，结合纳米刻蚀技术实现小于30纳米的图形结构制备。随着纳米结构图形尺寸小于100纳米后，不仅缩小了器件的尺寸，而且由于纳米尺寸效应的影响，纳米器件被赋予了许多新的特性：计算速度更快、存储密度更高、能耗大大减少等。纳米技术的发展也会对生命技术发展产生重大的影响，对环境、能源等很多方面都会产生重大影响，具有重大而深远的意义。
3新型纳米加工技术的应用
和有机材料相比，无机纳米材料具有尺寸均匀可控，性质稳定、种类多样、易于制备等特点，其粒度尺寸可小于10纳米，甚至可以达到1纳米。同时，利用自组装排布技术也可以获得无机纳米材料的多种纳米图形结构。显然，利用无机纳米材料做掩模有望进一步克服有机高分子结构和尺寸方面的限制，获得尺寸更小，密度更高的纳米图形。同时，利用有机分子的多样性通过功能基团与无机纳米材料结合起来，这样既保留了原来有机分子及无机分子的本质特征，又可能通过这些结合所带来的变化导致新的纳米图形产生，使纳米刻蚀技术向更小的粒度和线宽发展，为提高纳米传感器灵敏度，提高高密度存储器件的记录密度等纳米器件的性能提供新的契机。但从目前来看，大部分研究主要集中在有机图形材料的研究方面，对无机材料，特别是无机-有机复合图形材料的研究还鲜有报导。采用无机纳米材料及无机-有机纳米复合图形材料结合自组装排布技术以及纳米刻蚀加工技术，有望打破有机图形化材料的限制，获得更为丰富的图形结构。因此，利用无机纳米材料及无机-有机纳米复合图形材料在基底表面实现纳米图形化模板的制备，并结合纳米刻蚀技术对图形进行转移，不仅可用于纳米材料制作、纳米器件加工、纳米长度测量、纳米物质的物理特性研究等方面，还可用于对Dna链和病毒进行处理等，具有重要的应用前景。
4新型纳米加工技术前景展望
新型纳米加工技术在多个领域具有广泛的应用，如生物、医药、机械、电子等领域，其中包括纳米器件（微电子器件、量子器件），纳米材料（低维量子点、量子线材料、光子带宽材料），纳米长度测量标准（可置于显微镜中），光学光栅制作，新型传感器，纳米电子技术，能源领域以及纳米机器人等方面。在纳米刻蚀技术完善后，可以制作纳米级硬件，今后可广泛应用于信息科学和生命科学中。与传统的刻蚀技术相比，以纳米材料为基础的纳米刻蚀加工技术由于利用纳米材料的图形化特性并结合反应离子刻蚀技术，实现纳米图形的刻蚀，因此所需设备简单，操作方便，克服了传统光刻技术对尺寸的限制和电子束光刻等在设备和生产速度上的限制，因而成为人们近来广泛关注的热点，为从宏观到微观纳米图形制作开辟了新途径。对改善太阳能电池表面陷光特性，提高光电转换效率，以及对微芯片、纳米传感器、量子器件、高密度存储等高新技术产品向更高密度、更高速度、更高分辨率和超微细化发展，促进国防科技水平和信息科学的进步，以及医学和生命科学的进步，都具有重大而深远的意义。目前，随着纳米加工技术逐渐产业化和日趋成熟，已经得到市场广泛认可和接受，其产业化和市场化的前景是十分可观的。
5结束语
纳米器件的设计与制造已成为世界上人们关注的热点，成为二十一世纪科学技术进步的发展动机。新型纳米加工技术的发展方向是多种技术的综合应用，以实现各种技术的优势互补。因此开展纳米加工技术和方法的研究，不仅可以获得自主知识产权，而且在未来的科技竞争中占据主动。
参考文献
[1]顾宁，黄岚，张宁，等.制造纳米电子器件的技术途径[J].华北工学院测试技术学报，2000，14（4）：241
[2]付宏刚，刘克松，王江，等.功能纳米结构的组装[J].哈尔滨工业大学学报，2005，37（5）：978
[3]崔铮，陶佳瑞.纳米压印加工技术发展综述[J].世界科技研究与发展，2004，26（1）：7
高分子材料加工新技术篇8
关键词：电子材料产业；发展特点；发展问题；发展建议
电子材料产业是电子工业发展中的主要动力，发展至今已近成为我国经济发展支柱性产业，但与国外发达国家相比，我国电子材料产业发展还较为落后，在发展过程中也出现了很多问，所以深入了解和分析我国电子材料产业发展是必要的。
1我国电子材料产业发展特点
1.1垄断性特征突出
电子材料产业作为我国经济体系中的重要组成部分，影响整个社会经济发展，但我国电子材料产业呈现出寡头垄断现状，如我国高端电子材料市场都被陶氏集团、杜邦集团、merck、信越化学企业、三菱化学其偶也等国际巨头电子材料生产企业垄断，而我国封装和基板等材料，只占据少量的低端市场。
1.2上下游企业紧密联合
电子材料企业除了要生产电子产品所需材料，还要与下游企业共同进行电子产品研发，以形成企业链。电子材料企业在电子产品企业链中处于前端，其电子材料的工艺和质量直接关系到电子产品零部件功能及形状的构成，所以电子材料企业必须与下游企业紧密联合。
1.3技术品种趋向复杂化
随着科学技术的不断发展，信息技术、网络技术和计算机技术等被广泛应用于各大行业，增加了电子材料的需求量，同时有对电子材料的品种、质量及功能提出了新要求，使电子材料越来越趋向于技术化，且技术的种类越来越复杂化。技术品种的复杂化主要体现为：品种多样化、生产工艺复杂化、个性强化等，相应的配方及加工技术等也趋向于复杂化[1]。
1.4趋向于本土化生产
在竞争过程中，很多电子材料企业占据市场竞争地位，将国产电子材料产品价格较低，以实现利润的获取。但因电子材料产品纯度、洁净度要求高且产品危险系数高，导致难以安全运输到其他较远的地方，最后选择本地销售和购买，形成了本地化生产。
2我国电子材料产业发展过程中存在的问题
2.1我国子材料产业对外的依存度过高
我国虽然是电子产品消费和制造大国，但不可否认的是我国电子产品技术多源于外国发达国家，很多高端电子技术都被西方发达国家所垄断，这对于中国电子材料产业的健康持久性发展是非常不利的。
例如，日本、美国和韩国一直垄断光刻胶生产技术、超净高纯试剂生产技术、电子特种气体生产技术、硅晶圆材料生产技术等，我国很多电子企业为生产出高质量和强性能的电子产品等，都不得不向日美韩购买，在很大程度上制约了我国电子材料产业发展。
2.2电子材料产品层次较低
很多高端的电子材料产品都生产于国际大型电子材料企业，并且中国还没有在这些企业中占据竞争地位，导致我国电子材料企业只能占据低端电子材料生产市场，所生产出的电子材料产品相对而言其哟谓系汀
2.3电子材料企业规模偏小
我国电子材料企业因受到技术上、经济上和人才上的限制，致使电子材料企业发展规模难以扩大，形成电子材料企业普遍规模偏小的发展格局，并且电子材料企业与下游企业的联结还不够紧密，导致有支撑能力和引导能力的企业难以起到带头的作用，导致其规模难以扩大。
2.4高层次电子材料研发人才匮乏
电子材料研发过程中不但涉及到物理学知识，还涉及到化学知识、材料科学及电气工程学知识等，并且不同知识学科之间的专业宽度大，同时还要求有很高的理论知识水平和技术水平，所以很多相关专业人才所设计出来的电子材料，适应不了技术要求高的电子材料产业发展要求[2]。
2.5电子材料产业融资压力较大
很多电子材料产业都中小型企业或民营企业，所占据的国家经济政策支持优势小；因与下游企业紧密联合度不够，导致不能及时得到下游企业的经济支持；电子材料生产成本高，且风险大，导致获取的回报难以满足电子材料融资要求。
3针对我国电子材料产业发展问题提出的几点建议
3.1相关政府部门应出台专项政策
第一，相关政府部门要根据电子材料产业发展需求，出台促进产业发展的专项政策，如电子材料产业的发展路线图等；第二，为电子材料产业提供经济支持，以营造出良好的外部环境。
3.2加大对龙头企业的扶持力度
相关政府部门及企业都应加大对龙头企业的扶持力度，促使龙头企业在电子市中凸显优势，引导其他中小型电子材料企业向好的方向发展，并带领他们研新的电子材料生产技术和掌握核心技术，为中国电子材料产业争取更大的市场竞争优势。
3.3提高电子材料产业的国际化发展水平
第一，提高对国内电子材料企业并购国外电子材料企业以及电子技术研发机构的支持；第二，积极参与国际技术联盟，并积极扩展国际市场和申请国外专利，以实现国际化经营；第三，充分利用国际的创新资源，并对相关人才进行国际化培训，在必要的情况下还要积极引进优秀的国外人才，以吸取更先进的技术及管理经验。
3.4加强电子技术人才培养
第一，提高对专业技术、经营管理和技能等人才的培养力度，并完善相应的研发人才培养体系、设计人才培养体系、转化人才培养体系、生产人才培养体系和管理人才培养体系；第二，鼓励并促进校企合作，以培养出应用性高、综合性高和实践性高的技能型人才、综合人才和应用型人才；第三，建立人才评价机制和信息交流平台，以促进我国电子发材料研发人才与国际领先电子材料研究机构的交流[3]。
3.5拓宽电子材料企业的融资渠道
第一，加强电子材料企业与政府、科研院所及金融机构的合作与交流；第二，国家相关政府部门应针对电子材料企业，建立健全相应的风险投资政策及经济扶持政策，并支持民间资本投资；第三，建立基金，以支持电子材料企业进行创新和成长；第四，鼓励有条件的电子材料企业发行债券和上市融资。
结语
综上所述，我国电子材料产业发展发展过程还存在对外依存度过高、产品层次较低、企业规模偏小、技术人才匮乏和融资压力较大等问题，所以在电子材料产业发展过程中要出台专项政策、加大对龙头企业的扶持力度、提高国际化发展水平、加强电子技术人才培养和拓宽电子材料企业的融资渠道。
参考文献：
[1]张镇，宋涛，王本力.我国电子材料产业发展研究[J].新材料产业，2016，05：2-10.
高分子材料加工新技术篇9
如今电子产品的使用日趋频繁，散热成为产品品质的关键因素。以电脑中央处理器（CpU）为例，在最快运算速度下，虽然芯片表温最高只有将近100℃，但是因为芯片面积非常小，其热通量高达50瓦/平方厘米。台湾科技人员最近开发出一种新型硅胶高分子散热片，除了特殊的高分子基材外，加入氧化锌等作为填料，并使用硅烷作为改质剂，增加与硅高分子基材的相容性，使其具有较佳的柔柔性，在CpU高速运算与冷热循h时，能排挤不导热的间隙小气泡而提高散热能力，热传导值约为2.5w/mK，且仍具有耐10千伏以上电压的能力，可广泛用于许多电子领域。
再如在光电有机分子化学品方面，包括影像显示材料，如彩色滤光片、背光模组材料、偏光板、高应答速度液晶材料、配向膜、液晶显示器用玻璃基板、彩色光阻、冷阴极荧光灯管（CCFL）、棱镜片、扩散板、导光板材料、增亮膜、taC膜、视角补偿膜、配向膜材料、各向异性导电胶（aCF）以及光阻材料等，目前已有少部分可以岛内自主供应，但大部分仍需依赖进口。
最近，台湾科技人员研发出“光电产业用功能性高分子薄膜”及“功能性高浓度塑料母粒”两项关键加工技术平台，前者通过材料选择、薄膜表面处理、涂布制程设计、感压胶配方等创新与改良，开发出光学级抗静电聚酯（pet）保护膜及保护膜撕除胶带，可应用于光电用保护膜、偏光板用pet保护膜、手机及笔记本电脑用聚乙烯（pe）保护膜等产品，有助于降低光电产品成本，预计每年将提升产值约2亿元新台币；后者开发出岛内首创浓度70%以上的阻燃母粒技术，缩短制品加工程序，直接降低混炼制造成本50%，增加产品附加价值25%，目前已有8家厂商应用于生产特殊用橡胶和塑料产品、人造树脂产品、热可塑性弹性体、辅具产品、电器连接器产品、发泡球产品等，预计每年将提升产值约1.5亿元新台币。
在新型生态材料技术方面，一般电子及家电产品皆大量使用发泡塑料，尤其是保丽龙（由聚乙烯或聚苯乙烯加发泡剂后高温发泡形成的一种材料，也称泡沫塑料）作为缓冲衬垫包装材料。然而由于回收困难、再生不易、焚烧会污染环境等问题，近来许多国际公约和法令开始禁止或要求减少使用保丽龙，目前全球著名的电子及家电企业无不积极寻找替代的包装材料。岛内生产包装材料的公司多属中小型企业，亟待技术升级。台湾工研院最新开发的淀粉改质发泡技术，以水经高压挤出淀粉产生的发泡材料来替代保丽龙，可改善淀粉原本脆硬特性使其具包装缓冲使用的韧性，其制品的缓冲效果介于发泡塑料和纸浆模塑制品之间，既有发泡塑料优异的缓冲性能，又有纸塑制品的绿色环保诉求，加上淀粉及生质纤维来源广泛，不使用有机发泡剂，制成包装材料具有生物可降解性与环境协调性，废弃掩埋后能自然降解腐烂作为肥料，不会对环境造成污染。其包装性能符合国际标准aStmD5276-98，且保有生物分解的特性，180天分解率超过90%。该项技术已在大陆、台湾和美国申请专利，并授权厂商且参与合作，评估全面采用生态包装材料的可行性。目前规划建造淀粉发泡材料工厂，后续将投资混炼造粒、挤出发泡等生产设备，可望形成绿色包装产业链。未来外销欧洲产品所征收的回收税可由1.51欧元/公斤（包装用塑料材料）大幅降低至0.1欧元/公斤（包装用生态材料），减缓电子产品出口的非关税贸易壁垒。
此外，台湾工研院还在开发以非粮料源生产的绿色生质高分子及其复合材料应用于资通讯产品的技术，建立衣康酸和5-羟甲基糠醛（HmF）及其衍生物的制程，以降低“化石碳”含量的基础化工材料，供应化工业中下游企业加工制造绿色产品之需。其中包括以酶工程处理方式对木薯淀粉分子量大小及结构进行控制及切割的技术，使木薯淀粉分子量与颗粒微粒化和直链化，以利于转化改质及分子量降解，藉以提高直链淀粉含量及提升木薯淀粉可塑化的特性。酶降解后木薯淀粉经单螺杆挤出机反应生成热可塑性淀粉（tpS），目前其抗张强度可达到170～200千克/平方厘米，未来将配合相关产品开发，逐步建立相容化技术、界面反应改质技术等，以求达到商品化实用阶段，应用领域包括制鞋材料、运动器材、包装器材、农业相关用品以及汽车、玩具等多样化衍生应用产品。开发淀粉基生物分解包装膜将可逐步取代目前年需求量约10万吨的石化基塑料包装膜，有助于降低石化基塑料对于环境所造成的白色污染及产生的二氧化碳排放，预估未来至少产生每年20亿元新台币以上的产值。如果用于电脑及显示器以及手机、数码相机、移动上网装置机壳材料，年需求达150万吨以上，外销全球产值高达9000亿元新台币以上，影响的供应链达数千家。
另一项生物质扩散板技术开发项目，目的是用绿色生物质材料制备而成的聚乳酸（pLa）/聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）生物质合胶扩散材料，取代目前台湾液晶显示器产业所广泛使用的石化产业下游产品高分子光学材料。这种新型合胶扩散材料中，生物质含量大于30%，通过改变其化学组成、分子特点而改造其物理、力学及阻隔性能，使pLa/pmma合胶达到最佳的相容状态，其穿透率为53%，雾度为99%，扩散率为95%，热变形温度大于80℃，抗拉强度达780千克/平方厘米，除了有优良的光学性能与射出加工性，不需长时间退火处理即可达到约80℃耐热性等优点外，也承袭了pmma耐候性良好的优点，且具有更好的耐冲击性，将此材料成型为15英寸扩散板，测量其匀光特性与出光颜色，皆与目前商品化扩散板光学特性相近。
发展新型应用纳米技术
在新型纳米材料方面，通过2003―2014年连续两期实施的“纳米重大科技计划”，以纳米前瞻研究、生医农学应用、纳米电子与光电技术、能源与环境技术、仪器设备研发及纳米材料与传统产业技术应用等领域为重点方向，目的是推动纳米科技产业化，促使研发成果转化为产业的竞争力，为下一波高科技产业发展立下基础。
该计划目前在材料领域取得的成果包括：建立8套台湾纳米标准系统，包括角度校正系统（含大、小角度校正系统）、阶高校正系统、薄膜测量系统、微流量测量系统、纳米压痕测量系统、纳米粒径测量系统、力量比较校正系等，并进行与外国实验室间的纳米粒径测量比对活动，有助于国际纳米粒子测量标准的相互协调一致性。
由于一维线状纳米银线结构具有易导通电路特性，且保有纳米材料可低温烧结的特性，在电极、低温烧结导电涂料、超导厚膜电路、微波及电磁波吸收材料都可进一步应用，并大幅降低银的使用量，已成为岛内纳米科技研发的重点项目。目前，台湾科技人员在纳米银线合成技术方面，已利用化工连续制程设计完成可量化的制造方法，生产直径可控制在40～500纳米不等，长径比约100倍的纳米银线。由于银是最佳的导电金属材料，也是极佳的导热材料，因此目前岛内企业已大量应用于导电及导热银胶等涂布材料上，具有高导电及高导热性、伸缩性、耐盐雾性及适用温度广等特性。
台湾工研院正在进行数种一维纳米银线制程及其复合材料合成技术开发，包括：银纳米线连续式制程技术开发，藉由连续式制程获得高品质银纳米线，以提升产能，降低生产成本；纳米银线导电膜技术开发，进一步以硅烷界面活性剂对纳米银线进行表面改质后，可混成水性及油性胶，并与环氧树脂与乙烯树脂制成油性导电胶，且分散良好，其导电膜可达1×10-3Ω/sq等级，且银的使用量可降低6～8倍，用于电磁波干扰（emi）遮蔽达99%以上时其银使用量可降低约4倍，可应用于薄膜开关、无线射频辨识系统（RFiD）、柔性印刷电路板等；另外在透光导电膜方面，经由设计涂布纳米银线与碳纳米管方式也可得到透光性与导电性俱佳的透光导电膜，其透光率在65%及80%时其电阻分别为5×102及2×104Ω/sq。该项技术目前正在由岛内好邦科技公司进行测试验证中；纳米银线导热复合材料开发，即对纳米银线进行表面改质后，与环氧树脂制成银导热胶，在室温下以手工或机器进行涂布及硬化，经测试其热传导系数可达55.86w/mK，与0维纳米银相比其使用量可降低约6倍。
工研院材料设计与元件验证实验室建立的一维纳米银线合成技术，如稳定剂结构设计，并探讨分散剂种类、反应速率、成核行为等关键参数，可作为未来调控二维金属结构合成参考并建立一维纳米银线的成长机制及测量分析方法。新型液晶材料是在垂直排列（Va）型液晶中添加高分子单体，并在制程中使高分子单体在液晶盒中聚合成高分子网络以固定液晶偏转的角度，使液晶偏转速度加快而达到提高应答速度的效果。该研究所开发的光电高分子复合材料界面取样技术可将新型液晶面板中的液晶完整取出，并搭配分析技术，可探测液晶面板中的离子不纯物。此外，此技术也可应用于各种不同复合材料界面的取样。
由台湾“国研院”仪器科技研究中心主任暨台大物理系教授蔡定平带领的研究团队，与英国南安普敦大学合作开展研究，以极新颖的想法及精密的纳米制作与测量技术，成功研发出环型线圈式超颖材料（即具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工秃喜牧希，以实验明确地证明环型线圈式人工结构可以形成具高应用价值的超颖材料，开启了人工超颖材料设计与制作的新契机。一般的大自然材料由原子及分子组成，其天然的原子振荡的特性便决定了它的材料特性，然而由如同甜甜圈般的环型线圈的人造单元结构所组成的环型线圈式超颖材料，拥有十分实用的电磁场振荡与放大效应，犹如人造原子般的环型线圈，可以充分地提供人为掌控超颖材料光电物理特性的条件。这项成果已发表在美国《科学》（Science）期刊上，在国际上受到高度重视。该中心目前正积极开拓将环型线圈式超颖材料应用于能源、环境与生技医疗器材等仪器科技平台上。
由新竹清华大学光电研究所所长孔庆昌带领的研究团队，成功找出控制光场的方法，所开发出的光学波形合成器能进一步供发展纳米电子、纳米材料及超快电子等研究领域使用。此外，通过操控位于原子与分子内的电子活动，这项装置也可以帮助科学家控制化学反应。
台湾工研院材料与化工研究所利用自组装技术及应用抑制剂成功操控导电高分子的聚合速率，开发出高导电率的导电高分子纳米材料，使导电高分子以1000倍的导电率取代原有的液态电解液电容器，成为下世代新兴的被动元件。由于该材料技术的突破，使导电高分子固态电容器能承受iC运算速度的提升所造成的热能及高涟波电流，并能匹配携装尺寸的缩小，解决便携式电子产品因CpU功率提升的散热及运算可靠度问题，达到电子产品既能轻薄短小，又能高功能、高效率的双重目的。目前部分成果技术已转让给岛内企业，成功开启台湾导电高分子固态电容器产业。
台湾工研院还建立起岛内自主高性能热电纳米材料及微小型致冷元件等新世代纳米材料设计与模组制作技术、量产制程技术及元件应用的完整能力，切入国际高端热电材料应用市场，使岛内传统散热鳍片、风扇及散热管等产品进一步提升至主动式冷却及精密温控等高端领域，从目前代工制造逐步进展到具有材料自主设计开发能力，其应用领域除了3C电子产品与零组件之外，热电致冷空调与冷藏冷冻也逐渐显现商机。
在纳米光电技术领域，台湾工研院研究人员利用纳米材料制程技术，以油墨与水不相溶的特质作为显示介质，藉由施加电压时极性溶液对疏水层的湿润来控制影像的色彩变化，具有无视角显视差异、不需要装设背光源、更新速度快等特性，符合动态影像显示需求；若搭配太阳能基板，更可以做到自主供电，也更适合用于户外大面积动态显示屏与智慧调变窗。目前，工研院已与岛内厂商进行技术合作，开发出全球第一片主动式半反射半穿透彩色电润湿显示（ewD）面板和新型主动式半反穿彩色微流体显示器。
台湾工研院研究人员还利用其掌握的纳米光电技术，协助岛内柔性显示产业上游材料厂长春人造树脂公司、中游液晶面板制造厂友达光电公司及达虹光电公司、下游系统厂义隆电子公司投入研发双模式柔性可弯曲显示器相关技术。目前，友达光电公司已开发出应用在高端移动装置上的柔性主动显示器，并提供柔性基板及柔性电晶体相关技术，协助厂商验证金属氧化物柔性薄膜电晶体（tFt）液晶背板，并以工研院转让的柔性基板技术为基础，计划开始量产柔性基板并立即用于制造柔性电泳显示器，已在2013年日本横滨展览会上展出4英寸柔性主动有机发光显示器（amoLeD）面板。义隆电子公司研发出垂直整合触控iC设计、制造与柔性显示器模组相关技术，并开发出柔性触控模组，促成柔性多点触控显示器新应用。
台湾工研院研发的高耐候性透明热反射薄膜应用技术，已开发高透明红外线（热）反射材料并搭配非真空喷镀制程，直接将热反射薄膜材料应用在传统建材上，研制出低本质缺陷的高透明薄膜，可大幅降低热反射薄膜在现有建材上的颜色变异，提升该技术在建材市场的应用性。这种高耐候性热反射薄膜技术可藉由氧化物材料的组成与结构组合改变光波的反射波段，增加传统建材的热反射率；低缺陷化合物复合氧化物薄膜材料调制技术则可控制透明薄膜的本质缺陷与杂质缺陷，以利于应用在广色系的建材基板上，作为节能玻璃、隔热磁砖与热反射外壳材料。
台湾中山科学研究院开发出纳米碳材高分子复合薄膜阵列传感器技术，应用于气味的鉴定，其中每一个传感器都被挑选针对许多不同的化学制品做出回应。目前已建立6种工业有害气体探检能力与测量技术，包括乙醚（检测下限500毫克/立方米）、丙酮（100毫克/立方米）、甲苯（100毫克/立方米）、对二甲苯（100毫克/立方米）、三氯甲烷（30毫克/立方米）、四氯甲烷（25毫克/立方米），并设计及制作出高灵敏度阵列型并联式微型气体传感元件，开发高信噪比阵列式电路系统架构，与气体辨识演算法暨人因操作软件，建立8组阵列式纳米高分子复合薄膜气体吸附即时测量技术，侦测反应时间小于30秒，辨识正确率可达85%以上。
该技术现已转让成泰公司，并f助开发工业卫生、环境监测等空气品质测量系统，促成该公司投资开发半导体制程废气处理新产品，可即时侦测并处理蚀刻与薄膜制程所产生的有害剧毒气体，在侦测室内空气品质、医疗诊断、化学工厂及环境安全性测量监测、食品品质管理、制药、有毒气体侦测、甚至军事用途上，都有许多的应用，每年可创造数亿元的商机。
高分子材料加工新技术篇10
关键词 中国新加坡材料学科对比
材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代，随着高技术群的兴起，又把新材料与信息技术、生物技术并列作为新技术革命的重要标志。现代社会，材料已成为国民经济建设、国防建设和人民生活的重要组成部分。材料科学与工程是国民经济发展的重要支撑，是航天、航空、信息、国防等高新技术进步的基础。该专业培养从事金属、无机非金属、高分子材料的制备与加工和电子封装技术领域的高级研究和工程技术人才。以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。国内外材料科学与工程专业的设置也存在很大差异。
一、新加坡材料科学与工程专业设置特点
材料科学与工程的专业设置一般分为宽口径和窄口径两种模式，新加坡南洋理工大学材料科学与工程专业的设置采取宽口径的模式，专业设置与学院的科研紧密挂钩，材料科学与工程学院只设置材料科学与工程一级专业，不在划分二级专业方向，学生在一二年级进行相应的公共课程学习后，学院根据老师的科研方向，设置不同的课程，课程涉及到聚合物材料与器件、能源材料去器件、电子材料与器件、纳米材料与器件等，学生可根据自己的兴趣选择相应的专业课程。
高校不仅要传授学生专业知识，更应该加强学生动手能力方面的能力培养，新加坡南洋理工大学为了提高学生的动手能力，学校设置不同的研究项目并给与相应的资金资助，让学生提前进入实验室，参与到教授的科研工作中，培养学生对科研的兴趣。
新加坡是一个以石油化工、船舶制造、电子电器、生物制药等产业为主的国家，相应的学科建设与本国的经济发展紧密结合。新加坡的材料学科专业设置与建设充分结合其经济的发展，为本国的经济发展输送了大量的专业能力扎实，动手能力强的现代化材料科学与工程方面的人才。
二、我国材料科学与工程专业设置特点
我国的材料学科最初沿袭苏联体制，专业划分很细，涉及材料的专业超过20个，如硅酸盐工程、无机非金属材料、建筑材料、电子材料及元器件、钢铁冶金、有色冶金、粉末冶金、金属材料及热处理等。1998年，教育部对本科专业目录进行调整，将上述20余个专业合并为冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等6个专业，同时在引导性专业目录中提出材料科学与工程专业。
“九五”期间，教育部面向21世纪教改计划“工科材料类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践”项目的研究认为，以材料科学与工程一级学科为基础，按二级学科设置工科材料类专业的思路是完全符合中国的国情，切实可行的。不同的学校可根据不同的类型、不同的办学条件按一级学科、二级学科、三级学科设置不同专业并选择确定不同的培养模式。培养模式的选择和确定首先可根据各个学校的教学软件和硬件条件，或是按是否“211工程”重点大学或学科，划分研究型大学和技术型的大学，前者着重培养高层次的研究型人才，后者重点培养工艺工程师和高等职业技术人才。在同一所大学中，通过大二后的分流教育使一部分学生直接面向技术和应用型工作，一部分学生则为继续深造侧重基础科学研究的教育。
三、广西地方高校材料科学与工程专业设置的思考
地方院校是我国高等学校的重要组成部分，已经成为我国实施大众化高等教育的生力军并发挥着越来越重要的作用。正确认识学校所处的社会环境、在高等教育中的角色和自身条件，进行科学合理的学科定位，是地方本科院校健康、稳定和可持续发展的根本保证，也是地方本科院校当前必须迅速解决的重要问题。广西地处岭南有色金属带，铝、铟、锰、锌、锑、钨、铌、钽、重稀土、轻稀土等有色金属矿产具有明显优势，有色金属产业已成为广西国民经济重要的支柱产业。但2009年《有色金属产业调整和振兴规划》指出我国有色金属产业存在的深层次矛盾仍很突出，部分产品产能过剩，产业布局亟待调整，产业集约化程度低，资源保障程度不高，自主创新能力不强，再生利用水平较低，淘汰落后产能任务艰巨。广西有色金属资源目前主要作为金属原材料或初级矿产品外销，资源没有得到科学、高效的利用。因此，广西高校应加强相应的有色金属资源方面的人才培养。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要》、《国家十一五科学技术发展规划》已将新材料定为优先发展的领域，加大了对新材料的支持力度，把新材料产业列为支柱产业和重点高新技术产业，予以精心培育和重点支持。随着广西北部湾发展战略一级广西千亿元产业项目的顺利实施，为广西工业的发展提供了巨大的发展机遇，同时也为广西高等院校特色专业建设提供了更广阔的空间。在这一背景下，如何发挥地域优势、密切广西的有色金属产业，建设具有地方特设的材料科学与工程专业是一个需要积极探索的重要课题，具有十分重要的理论和实践意义。因此，探索材料科学与工程特色专业建设的途径，并找到适合我区经济发展与我校学科持续发展的人才培养模式，不仅可为我区新专业的设置提供客观依据，同时对加快新建本科专业的可持续发展具有重要的现实意义。
四、结束语
我国材料科学与工程的专业设置具有自己的优势和特色，但是需要充分借鉴国外的相关经验，取其精华，只有这样，才能培养出适应社会发展的材料科学专业人才。
参考文献：
[1]林金辉，汪 灵，邱克辉，陈善华，叶巧明，沈忠民.材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设.高等教育研究， 2007， 24（2）： 54-56.
[2]天津大学材料科学与工程学院教学改革小组.面向未来的材料科学与工程专业教学改革与实践，.高等工程教育研究， 2005， 增刊，24-30.
[3]陈益兰， 曹德光.无机非金属材料专业教学改革的探索.广西大学学报（自然科学版）， 2002， 27（增刊）：46-48.
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