纖維增強(qiáng)復(fù)合材料綠色加工技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢,高分子材料論文

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料綠色加工技術(shù)現(xiàn)在狀況與趨勢,高分子材料論文內(nèi)容摘要：進(jìn)入新世紀(jì)以來，輕工業(yè)的發(fā)展方式產(chǎn)生了重大轉(zhuǎn)變，綠色輕工已經(jīng)成為了輕工業(yè)發(fā)展的新方向。高分子材料加工機(jī)械作為輕工裝備的重要組成部分，高分子材料加工行業(yè)將來趨勢是大力發(fā)展節(jié)能降耗、綠色環(huán)保、高效自動的高分子材料加工裝備及工藝。高分子材料行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需要從節(jié)能減排、廢舊塑料回收循環(huán)利用以及新型可再生環(huán)保材料的制備出發(fā)，通過對高分子材料加工中存在的共性基礎(chǔ)問題的研究與突破，集合成一批獨(dú)立自主的的高分子材料綠色制備加工方式方法與技術(shù)。本項目的研究將對纖維加強(qiáng)型復(fù)合材料綠色制造制備新技術(shù)行業(yè)現(xiàn)在狀況和發(fā)展趨勢進(jìn)行闡述，構(gòu)成綠色制造制備新技術(shù)，并構(gòu)成社會示范作用。本文關(guān)鍵詞語：綠色制造;一步法;在線配混;模壓;OverviewofNewTechnologiesforGreenManufacturingofFiber-reinforcedCompositesLiWeiZhangTaoJiangXiaojunLiQingHuangMaojingHuManfengTongJunZhangHaichenLiuChuangbinLiShaopengGuangdongYizumiPrecisionInjectionTechnologyCo.,Ltd.FoshanUniversityAbstract：Sincethebeginningofthenewcentury,thedevelopmentmodeoflightindustryhasundergonemajorchanges,andgreenlightindustryhasbecomeanewdirectionforthedevelopmentoflightindustry.Polymermaterialprocessingmachineryisanimportantpartoflightindustryequipment.Thefuturetrendofthepolymermaterialprocessingindustryistovigorouslydevelopenergy-saving,environmentallyfriendly,high-efficiencyandautomaticpolymermaterialprocessingequipmentandprocesses.Thesustainabledevelopmentofthepolymermaterialsindustryneedstostartfromenergysavingandemissionreduction,wasteplasticrecyclingandrecycling,andthepreparationofnewrenewableenvironmentallyfriendlymaterials,andthroughresearchandbreakthroughsoncommonbasicproblemsinpolymermaterialprocessing,agroupofindependententitiesshouldbeassembledThegreenpreparationandprocessingmethodsandtechnologiesofpolymermaterials.Theresearchofthisprojectwillexplainthecurrentstatusanddevelopmenttrendofthenewtechnologyindustryforgreenmanufacturingoffiber-reinforcedcompositematerials,formingnewtechnologiesforgreenmanufacturingandformingasocialdemonstrationrole.高分子材料具有很多優(yōu)點(diǎn)，如密度小、質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、易成型、絕緣性能好、化學(xué)穩(wěn)定性高、減摩性耐磨性好、產(chǎn)量高和價值低廉等，成為與金屬材料、水泥、木材并駕齊驅(qū)的基礎(chǔ)材料。近一個世紀(jì)以來，合成樹脂、橡塑制品及化學(xué)纖維的生產(chǎn)以史無前例的速度發(fā)展起來，不斷擴(kuò)大了高分子材料與制品的應(yīng)用領(lǐng)域，幾乎所有的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和日常生活都無一避免的使用了高分子材料。從2001年開場，我們國家橡塑制品年產(chǎn)量保持每年10%的增長率。在2021年，我們國家塑料制品產(chǎn)量到達(dá)了9000萬噸，橡塑制品產(chǎn)量僅次于美國，位居世界第二。隨著高分子材料研究的不斷深切進(jìn)入和塑料應(yīng)用的日趨廣泛，輕量化已成為當(dāng)代工業(yè)發(fā)展的主流方向之一，金屬材料不能勝任輕量化的角色，反而是日常用品中消耗的傳統(tǒng)金屬件，越來越多地采用塑料來代替，用以節(jié)約難得珍貴的金屬資源。隨著高分子材料在航空、航天、交通運(yùn)輸領(lǐng)域的不斷應(yīng)用，在追求輕量化的同時，對高分子材料的強(qiáng)度、功能等方面提出了苛刻的要求。人類不斷追求以塑代鋼的同時，也對高分子材料制品的高性能化提出了更高層次的標(biāo)準(zhǔn)。隨著社會需求和人類生活的不斷提升，新型的高性能化的材料制備已經(jīng)成為高分子加工行業(yè)將來的發(fā)展方向之一。單一的塑料材料性能有限，在多樣化的使用要求上受限[1]。因而，科學(xué)家開場將兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合，制備不同于單一材料性能的復(fù)合材料。在復(fù)合材料制備經(jīng)過中，各組分的固有特性得到了保持的同時，組分的性能優(yōu)勢可以最大程度的得到發(fā)揮，所以具備傳統(tǒng)單一材料無法比較的優(yōu)良特殊性能，進(jìn)而能夠知足更高層次場合下的使用要求。纖維加強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料結(jié)合了聚合物基體易改性易加工的特點(diǎn)以及纖維高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，能夠知足高性能及節(jié)能環(huán)保代替金屬的需要，進(jìn)而發(fā)展最為迅速。纖維加強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有輕質(zhì)量、小密度、高比強(qiáng)度等優(yōu)異性能，在有強(qiáng)度需要的構(gòu)造件上應(yīng)用非常廣泛，是隨當(dāng)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)工藝發(fā)展而脫穎而出的具有廣闊前景的新型材料[2,3]。當(dāng)前，復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于工業(yè)界和科學(xué)屆。基體材料從最初的一般天然物，發(fā)展到熱固性樹脂，過渡到熱塑性的樹脂基體，其發(fā)展可謂是日新月異。加強(qiáng)相從最初的礦物質(zhì)纖維，發(fā)展到金屬纖維，直到近年來的植物纖維、玻璃纖維和特種纖維。怎樣實現(xiàn)纖維的高值化資源利用，對于實現(xiàn)塑料制品的高性能化具有特別重要的意義。纖維加強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)合了長纖維的高性能性和高分子材料的可加工成型特點(diǎn)，可在充分利用高性能、來源廣泛、成本低廉的纖維的同時減少來源于石油基的高分子用量，是解決高分子材料可持續(xù)發(fā)展及綠色環(huán)保的有效途徑之一。1行業(yè)現(xiàn)在狀況和發(fā)展趨勢在高分子材料以雨溢荒野的速度飛速發(fā)展的同時，高分子行業(yè)的弊端逐步顯現(xiàn)。由于高分子而引起的資源、環(huán)境、能源三大問題日顯嚴(yán)重，以此觸發(fā)了一系列的下游問題，相對來講拖慢了高分子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)度，也引發(fā)了一些人類的重大課題研究。任何資源都有匱乏的一天，作為從石油基提煉的高分子材料不可再生，在石油資源干涸后，其發(fā)展就會停滯。在環(huán)境方面，塑料具有穩(wěn)定性好的優(yōu)秀品質(zhì)，但對材料的降解來講又是一個噩夢。傳統(tǒng)石油基塑料制品自然界中降解緩慢，廢舊塑料回收和再利用技術(shù)落后，造成的環(huán)境污染問題層出不窮。在能源方面，高分子材料成型加工屬于高能耗經(jīng)過作業(yè)裝備，俗稱電老虎[4]。我們國家2021年前用于塑料制品加工需耗電約438億度，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤相當(dāng)于約1531萬噸。隨著高分子材料加工的生產(chǎn)方式向綠色轉(zhuǎn)變，要求降低能耗、生產(chǎn)高效、對環(huán)境傷害最低，新型成型加工技術(shù)異軍突起，每一次的技術(shù)創(chuàng)新性研究都會推動行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。高分子材料綠色制備加工是指在保證制品高值可靠的前提下，節(jié)約利用資源、做到能耗降低、環(huán)境毀壞影響最小的生產(chǎn)經(jīng)過。開拓新型的高分子材料綠色制備加工方式方法，解決加工中存在的能源、資源與環(huán)境問題，并根據(jù)降低塑料用量，塑料制品屢次使用和廢舊塑料循環(huán)利用等原則，采用合金化、共混改性、復(fù)合加強(qiáng)等手段，實現(xiàn)高分子材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，具有重要的意義。因而，高分子行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需要從節(jié)能降耗、廢舊塑料回收循環(huán)利用以及新型可再生環(huán)保材料的制備出發(fā)來解決以上存在的三大問題。在當(dāng)下高分子材料加工技術(shù)存在的一些主要問題有：1.1傳統(tǒng)螺桿式加工設(shè)備節(jié)能降耗潛力已挖盡在高分子材料加工行業(yè)中當(dāng)前普遍采用螺桿機(jī)械，如螺桿擠出機(jī)、螺桿注射機(jī)等。高分子材料加工成型時，無論是利用擠出、注射還是吹塑成型方式方法，塑料粒子輸送、熔融塑化這些基本的熔融塑化經(jīng)過基本類似，高分子加工的絕大部分能量消耗在這個經(jīng)過。高分子材料成型加工設(shè)備節(jié)能降耗技術(shù)的研究開發(fā)是實現(xiàn)高分子材料綠色制備加工的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)的螺桿式塑化加工設(shè)備中，物料的外摩擦力和內(nèi)摩擦力主導(dǎo)了物料的塑化輸運(yùn)。螺桿與料筒的相對運(yùn)動速度梯度與應(yīng)力方向垂直[5]，其基本原理是受剪切流變的塑化輸運(yùn)機(jī)理所支配，且其流場以剪切層流為主。受制于塑料差導(dǎo)熱性、高熔體粘度，造成塑化加工經(jīng)過中傳熱傳質(zhì)效率低，物料的滯留時間分布寬，熔體阻力大，到達(dá)塑化時間長、能量利用效率低，引發(fā)了塑料制品的提質(zhì)提產(chǎn)與降低能耗之間的矛盾。人們長期以來不斷追求提高塑料加工設(shè)備的塑化輸運(yùn)能力，同時提高制品的性能，一定程度上依靠于塑料加工設(shè)備的核心部件螺桿的長徑比不斷增長，帶來了制造、安裝、維護(hù)和使用方面的眾多困難，且生產(chǎn)塑料制品時的加工能耗并沒有降下來。因而，螺桿式塑化加工設(shè)備普遍存在長熱機(jī)械歷程、高加工能耗、大構(gòu)造、強(qiáng)烈的物料依靠性等缺點(diǎn)。1.2廢舊塑料回收再利用缺乏成熟加工工藝和低值設(shè)備廢舊塑料回收再利用一直是一個令人頭痛的問題，也是近年來解決資源短缺的一個重大戰(zhàn)略問題。利用回收1噸廢舊塑料，相當(dāng)于節(jié)約石油5噸、減排二氧化碳3.75噸。廢舊塑料回收工作處理好了，將是一個推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的倍增器。廢舊塑料回收要依靠相關(guān)企業(yè)達(dá)成。當(dāng)前，我們國家塑料再生企業(yè)南北跨越，總數(shù)到達(dá)1萬多家，主要集中于廣東、浙江、江蘇等沿海發(fā)達(dá)省份。塑料回收由于政策和技術(shù)方面原因面臨多方苦難，其發(fā)展遭到限制。從廢舊塑料回收來看，當(dāng)前存在眾多問題。首先，廢舊塑料分類機(jī)制缺失，大量的廢舊塑料本身就是復(fù)合材料，推高了分類加工成本。不同組分的塑料由于熔點(diǎn)差異，沒有分類的塑料雜混在一起進(jìn)行加工，會影響物料的回收加工及再生材料的性能。返回到廢棄塑料的再生，當(dāng)前國內(nèi)所采用的廢舊塑料回收加工設(shè)備與手段低檔粗制，落后的加工成型方式方法，使物料在屢次熱加工時，發(fā)生一系列化學(xué)變化，產(chǎn)生不利于材料性能的變化，致使回收料的性能與原材料相比差之千里，而只能歸入低端產(chǎn)品。隨著可持續(xù)發(fā)展意識的加強(qiáng)，國內(nèi)外對于塑料回收技術(shù)與裝備的研究風(fēng)起云涌。與國外相比，我們國家在廢舊塑料分類分揀裝備方面差距還不小，急需提升塑料回收設(shè)備的研制。從原理上來講，通過強(qiáng)化加工經(jīng)過控制，提高塑料體系相容性，以提高塑料性能及降低回收獲本，是一條行之有效的良策。基于力化學(xué)原理的固相剪切粉碎技術(shù)將壓力場和剪切力場雙管集中作用，提早誘導(dǎo)聚合物材料在其熔點(diǎn)或者玻璃化溫度下面發(fā)生彈性變形粉碎，不同熔點(diǎn)和玻璃化溫度的材料不同溫度析出，能將未經(jīng)分類的混合廢聚合物材料加工成能再利用的均勻粉末[6]，能將多組分相容性差的聚合物體系轉(zhuǎn)變?yōu)楣不鞆?fù)合多相體系，進(jìn)而減少廢舊塑料分類成本，提高再生塑料的性能。1.3傳統(tǒng)的纖維加強(qiáng)復(fù)合材料兩步成型法帶來的耗能耗時問題長的玻璃纖維對復(fù)合材料的性能提升有宏大的作用,玻纖的長度對制品的力學(xué)性能影響至關(guān)重要。技術(shù)水平逐步發(fā)展進(jìn)步，人類對高性能產(chǎn)品的要求也越來越高，連續(xù)長玻纖加強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料相比于短玻纖加強(qiáng)復(fù)合材料性能更優(yōu)異，效果更好，而獲得了應(yīng)用主導(dǎo)位置。對長玻纖加強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的制備及其性能進(jìn)行研究，具有重要的意義。然而，在長纖維加強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料注塑成型經(jīng)過中，由于設(shè)備構(gòu)造以及成型工藝參數(shù)的影響，纖維將發(fā)生較大幅度的斷裂，進(jìn)而降低長玻纖加強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制品的綜合性能。同時，長玻纖在成型制品中的分散均勻問題，直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能及穩(wěn)定生產(chǎn)。長玻纖怎樣連續(xù)參加到具有一定壓力的熱塑性熔體中，也成為一個關(guān)鍵問題。將注射成型技術(shù)周期短、產(chǎn)品精度高的優(yōu)點(diǎn)與纖維加強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)兩者結(jié)合起來，就在20世紀(jì)90年代開發(fā)了長玻纖加強(qiáng)聚丙烯塑料的注射成型技術(shù)[7]。該技術(shù)結(jié)合了在線配混技術(shù)與注射成型技術(shù)，保證了纖維長度，進(jìn)而使制品具有更高層次的強(qiáng)度和韌性。當(dāng)前流行的長玻纖加強(qiáng)聚丙烯注射成型方式方法主要采用兩步法，即先將長玻璃纖維與聚丙烯進(jìn)行共混擠出造粒，然后重新加熱進(jìn)行注射成型[8,9]。兩步法生產(chǎn)工藝簡單，但是勞動消耗大，重復(fù)加熱能耗高，綜合效率不高。另一種是在注塑生產(chǎn)線上配混連續(xù)玻纖、塑料及添加劑后直接成型為制品，省去造粒的中間環(huán)節(jié)，并且能夠根據(jù)應(yīng)用需求快速進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)自動化操作。也稱一步法(如此圖1所示)。在線配混法節(jié)約能源，降低了損耗，減少了排放，自動化程度高，但是設(shè)備和工藝復(fù)雜。圖1在線配混一步注射成型示意圖一步在線配混注塑法的主要優(yōu)點(diǎn)利用現(xiàn)場配混與注射成型的結(jié)合，縮短了工藝道路，聚合物加熱次數(shù)由兩次減為一次，纖維受剪切幾率降低，大大的保存了長度[10,11]。相比擬于兩步法成型制品，最終產(chǎn)品成本能夠減少約40%，平均纖維長度高出近20%。根據(jù)長玻纖在線配混要求建立的等容壓縮流變塑化系統(tǒng)如此圖2所示。首站落料部位采用特殊設(shè)計，保證粒料輸送順暢，不存在堵塞。粒料經(jīng)過無壓縮等容流變+低剪切等壓流變塑化系統(tǒng)塑化熔融，并與來自外部的長玻纖混合均勻，流經(jīng)低流動阻力三小件，匯入到低流動阻力射嘴通道，在螺桿注射壓力注入模具型腔，成型為制品。圖2無壓縮低剪切塑化系統(tǒng)本技術(shù)主要采用了等容壓縮流變的原理。加工用波浪狀螺桿包括：加料段、壓縮段、均化段和銷釘頭。在壓縮段要求能夠添加玻纖，設(shè)計上采用大的螺槽深度，故此段卸載壓力，體積增大，達(dá)成與外部壓力一致的區(qū)域，利于長玻纖參加。均化段和壓縮段采用等容積螺槽，纖維加進(jìn)去之后，能夠?qū)嵢缃竦热萁?jīng)過中的螺旋推進(jìn)，避免了容積突變帶來的高剪切，大大減少了對纖維長度的損失。故均化段螺槽深度變淺，但是螺距增大，纖維與熔體混合后的聚合物在壓縮段和均化段平穩(wěn)過渡，無壓縮，無壓力突變，最大限度的保證纖維的長度。2綠色制造制備新技術(shù)高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域早已牽涉農(nóng)業(yè)、水利、建筑、汽車、電子電器、包裝、家居、裝飾、郵電通訊、交通運(yùn)輸、醫(yī)療器械、航天航空、軍工等產(chǎn)業(yè)[12]。并且高分子材料隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及各行業(yè)的需求在質(zhì)、量、品種上不斷提高，高分子材料制品在多個領(lǐng)域制造業(yè)的地位不斷提升。隨著新時期環(huán)保、資源節(jié)約型社會的建立，高分子材料的綠色制造制備技術(shù)發(fā)展提上了快速日程。當(dāng)前長玻纖在線配混注射成型技術(shù)發(fā)展的速度日趨加快，國外先進(jìn)的技術(shù)集中在高效配混技術(shù)、高效節(jié)能技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域。國內(nèi)廠家也在加快研發(fā)速度。航空航天、汽車、船舶、建筑、醫(yī)療器材行業(yè)的產(chǎn)品對注射成型技術(shù)的要求具體表現(xiàn)出在高強(qiáng)度高模量、高速高效、低能耗、自動化集成控制等幾個方面，中高檔設(shè)備以進(jìn)口歐洲、日本、美國等國家設(shè)備為主，價格非常昂貴，服務(wù)質(zhì)量也很難知足客戶要求。因而，開發(fā)高效高速長玻纖在線配混注射成型設(shè)備，有助于提升國產(chǎn)注射成型裝備的技術(shù)水平，替代進(jìn)口產(chǎn)品，知足相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，有非常廣闊的市場前景。產(chǎn)品定位于高端市場，以汽車零配件為例。汽車零部件產(chǎn)品是生產(chǎn)制造汽車不可或缺的產(chǎn)品，是汽車工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。但是隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，十分是隨著汽車向職能化、個性化的發(fā)展以及汽車零部件領(lǐng)域的控制技術(shù)、材料技術(shù)的突飛猛進(jìn)，國際上發(fā)達(dá)國家的汽車零部件制造商開場從后臺走向前臺。在新產(chǎn)品開發(fā)中，國外整車制造商已采用以平臺技術(shù)為基礎(chǔ)的匹配技術(shù)，越來越依靠于把握核心技術(shù)的零部件供給商，汽車零部件制造商在今后的汽車技術(shù)發(fā)展中將起著舉足輕重的作用。到了任何國家汽車工業(yè)發(fā)展繁榮的同時都孕育著一個前景廣闊的汽車零部件產(chǎn)業(yè)。根據(jù)國內(nèi)汽車工業(yè)十三五規(guī)劃，我們國家汽車工業(yè)產(chǎn)量和需求量呈穩(wěn)步上升的趨勢為每年增長率平均約為10.5%。2021年國內(nèi)汽車保有量突破2億輛。因而，我們國家的汽車零部件行業(yè)將面臨著特別廣闊的增長空間，每年估計能夠到達(dá)10%左右的增長。汽車零部件行業(yè)的維修市場、備件市場空間特別廣闊。汽車輕量化是將來汽車工業(yè)的發(fā)展方向，能夠減輕有害物排放和節(jié)約汽車燃料，并且有利于整車的構(gòu)造優(yōu)化和性能提升[13]。在改變汽車設(shè)計及生產(chǎn)布局的當(dāng)下，也改變了汽車銷售及維修保養(yǎng)方面的老方式方法和舊規(guī)則。汽車構(gòu)造新材料研究應(yīng)用及汽車輕量化用高分子材料成型加工研究都有很好的發(fā)展前景[14]。在當(dāng)前汽車內(nèi)飾件已經(jīng)實現(xiàn)塑料化的前提下，將汽車外部構(gòu)件、車身和主要構(gòu)件用塑料制品代替或者局部代替，將是將來汽車工業(yè)發(fā)展的方向。由于轎車使用塑料量比例最大，所以我們以轎車零配件為分析對象。假設(shè)我們國家的轎車的塑料用量到達(dá)90kg/輛(國外已到達(dá)250kg),2022年，轎車生產(chǎn)所需要的塑料為車用量為403萬噸，由于LFT主要用于汽車的中大型的構(gòu)造件和裝飾件，應(yīng)用部位有保險杠、行李倉底飯、蓄電池槽、車門、車身板、座椅靠背、防撞部件、備胎架、發(fā)動機(jī)底座、車輪擋板內(nèi)襯、儀表盤、暖風(fēng)機(jī)葉輪及前端部件等，估計占塑料用量的70%左右。假如考慮到維修備件市場，將還要至少增長30%的用量。這樣大批量的LFT都要利用中大型的注塑機(jī)(鎖模力500噸)注射成型為制品。當(dāng)前用于轎車零配件生產(chǎn)的大型精致細(xì)密注塑機(jī)主要還是依靠進(jìn)口，如長春的蘭寶股份有限公司控股的奧奇汽車飾件公司，江蘇的江南模塑科技股份有限公司等均是引進(jìn)德國Krauss-Maffei的設(shè)備，國產(chǎn)大型注塑機(jī)的產(chǎn)量不過百臺左右。本項目的研究目的之一就是利用已有的技術(shù)優(yōu)勢和人才優(yōu)勢開發(fā)占領(lǐng)這一市場空間、填補(bǔ)這一市場容量的產(chǎn)品，應(yīng)用前景特別廣闊。從家電零配件及民用產(chǎn)品來看，模壓成型工藝以其成型方式方法簡單、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性高等特點(diǎn)占據(jù)加工首位。模壓制品應(yīng)用領(lǐng)域與范圍持續(xù)擴(kuò)大，對傳統(tǒng)模壓工藝而言，既是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。低污染、低氣味、高色澤、高耐黃變方向是將來模壓成型工藝的趨勢。隨著加工裝備的發(fā)展，助推了纖維類如植物纖維、玻纖、碳纖維、熱塑性片材、復(fù)合纖維織物等新型材料的發(fā)展；將來模壓工藝及材料將向下面幾個方面發(fā)展。在原材料方面，改變傳統(tǒng)的熱固性材料，代之以熱塑性材料，在改善模壓材料綜合性能的基礎(chǔ)上，追求模壓制品良好的環(huán)境友好性和節(jié)能降耗等指標(biāo)；下游產(chǎn)品方面，設(shè)計更為先進(jìn)的自動化模壓設(shè)備，提高材料利用率和材料加工范圍，同時追求更高層次的模壓制件性能和使用便利性。本項目的推廣應(yīng)用，具有進(jìn)一步擴(kuò)寬在線配混注射成型加工設(shè)備、模壓成型加工設(shè)備市場的意義，施行綠色、低碳、循環(huán)、生態(tài)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方略，產(chǎn)品向綠色化、高性能、多功能方向發(fā)展，并且能優(yōu)化公司現(xiàn)有生產(chǎn)工藝技術(shù)，開發(fā)、推廣應(yīng)用新型的復(fù)合材料和制備方式方法，促進(jìn)公司新產(chǎn)品開發(fā)，提高企業(yè)的綜合競爭力和經(jīng)濟(jì)效益，加速高分子及其復(fù)合材料新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備的研發(fā)進(jìn)度，全面推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和塑料加工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，極大地推動我們國家高分子材料領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。3目的與意義纖維加強(qiáng)型復(fù)合材料綠色制造制備新技術(shù)為塑料加工經(jīng)過節(jié)能降耗、廢舊塑料循環(huán)利用、塑料可再生資源替代提供了強(qiáng)有力的手段和方式方法，具有重大的科學(xué)意義與實際意義。3.1開拓全新的高分子材料成型加工理論研究領(lǐng)域新型高分子材料成型加工方式方法的出現(xiàn)，極大的豐富了材料加工形式與加工效果。長纖維加強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料注塑成型技術(shù)通過機(jī)械機(jī)構(gòu)手段，在配混經(jīng)過中實現(xiàn)聚合物的可控降解，進(jìn)而少用或不用增容劑的情況下提高聚合物/長玻纖界面相容性，提高配混效率，降低配混成本；在注塑成型經(jīng)過，提高復(fù)合材料流動性，降低注塑與保壓壓力，減小對玻纖的剪切，提高制品質(zhì)量；系統(tǒng)深切進(jìn)入研究配混經(jīng)過能耗控制、材料凝聚態(tài)構(gòu)造與性能控制等方面的基礎(chǔ)科學(xué)問題，將開拓全新的研究領(lǐng)域，將極大地豐富和發(fā)展高分子材料成型加工理論及應(yīng)用。3.2促進(jìn)高分子材料加工行業(yè)技術(shù)全面升級針對影響長玻纖加強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制件成型與成性的共性問題，突破現(xiàn)有在線配混一步加工法的技術(shù)局限，采用單螺桿塑化一線式在線配混方式方法實現(xiàn)配混經(jīng)過與注塑經(jīng)過的協(xié)同連續(xù)，構(gòu)造簡單，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，為長玻纖加強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的制備提供了新技術(shù)和新方式方法。與常規(guī)的注塑成型方式方法比擬，模壓成型工藝更合適于流動性低的物料，尤合適于加強(qiáng)相含量比擬高的復(fù)合材料。對植物纖維填充的成型制品，當(dāng)植物纖維填充量大時有顯著優(yōu)勢。當(dāng)前合適于植物纖維復(fù)合材料的模壓成型工藝尚未成熟，效率低下，勞動強(qiáng)度大，制品精度不高。但是通過拉伸流變的塑化輸運(yùn)設(shè)備，將拉伸力場引入纖維輸送中，實現(xiàn)植物纖維復(fù)合材料復(fù)雜制品的高品質(zhì)連續(xù)擠出模壓成型，減少人工，降低能耗，在生物材質(zhì)高值化利用方面邁出了堅實的步伐，而豐富了高分子材料成型加工形式與工藝，促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展[15]。因而，長玻纖在線