高分子后加工技術制作人：學號：專業：高分子成型加工流程：聚合物固體粒子輸送熔融或軟化熔體流動混合熔體化學反應脫揮與解吸擠出口模成型模塑成型二次成型壓延成型涂覆成型退火焊接刻蝕制品后加工下面就重點介紹一下這幾種后加工技術。退火處理（Annealing），主要是指將材料曝露于高溫一段很長時間后，然后再慢慢冷卻的熱處理制程。主要目的是：（1）釋放應力；（2）增加材料延展性和韌性；（3）產生特殊顯微結構。一、退火

由圖1可見，未經退火的PP原始試樣在此100-120℃區間內幾乎呈一平直的直線，而其它經過不同退火時間后的試樣表現出明顯的吸熱峰，而且隨著退火時間的延長，此峰的面積大致也呈增大趨勢。一、退火

由圖2可見，PP在不同溫度下退火32小時后，它的玻璃化轉變溫度都有不同程度的變化。圖示雖然沒有表現出明顯的規律性，但是還是可以看出隨著退火溫度的提高，試樣的玻璃化轉變溫度呈升高趨勢。一、退火高分子及其復合材料在復雜結構組裝中得到越來越多的應用，這些結構（負載）應用要求高分子材料之間的結構連接必須能承受靜態和疲勞加載，加上成本因素考慮，高分子及其復合材料之間的連接變得越來越重要。高分子焊接因為要求材料先熔融，然后在焊接表面凝固形成連接，所以只適用于熱塑性高分子。二、焊接1、熱粘接二、焊接熱氣體焊接廣泛用于工業生產中手工制造部分。在焊接過程中,熱塑性填料棒被插入焊接處，然后被加熱到軟化直至將工件融合。該法最大優點在于其靈活性。通常用于大尺寸儲槽、管件、管道以及熱塑性高分子膜的密封。擠出焊接類似熱氣體焊接,與其不同指出在于熱塑性填料是被擠出到焊接處。該法適用于大型工件組裝的自動焊接。熱工具焊接中，需連接表面首先與預先加熱的金屬工具表面直接接觸以升到其熔融溫度，然后熔融的連接表面彼此接觸，在一定壓力作用下焊接界面冷卻、固化，形成連接。2、摩擦（機械）焊接二、焊接摩擦焊接是通過工件之間的相對運動來產生足夠的熱，從而使兩工件表面在一定壓強作用下融合在一起。當相對運動停止后，熔融高分子層固化，形成連接。旋轉焊接、振動焊接和超聲焊接是3種主要的摩擦焊接方式。各自有著不同的摩擦機理。a、旋轉焊接旋轉焊接是通過工件間的旋轉摩擦完成的。該方法的優點在于其技術簡單、速度快。其主要缺點在于僅限于不要求角向校準的圓形表面焊接，而且軟化的材料可能在焊接未完成以前被擠出焊接表面。旋轉焊接廣泛應用于組裝設備把手、瓶子部件、工具手柄、容器端蓋、管件以及管件連接件等等。二、焊接b、振動焊接振動焊接又稱線性焊接和線性摩擦焊接。焊接是通過兩工件在一定壓強下，沿著共同面振動，摩擦生熱實現焊接的。其主要加工參數包括振動頻率、振幅以及焊接周期。工業常用振動頻率在120Hz至240Hz之間，常用振幅在1~5mm之間。振動焊接優點在于：對大型復雜線性連接生產效率高；焊接周期短（約5s）；焊接工具簡單；對大多數熱塑性高分子材料都適用。其缺點在于其局限于平面焊縫工件。二、焊接c、超聲焊接超聲焊接是施加一定壓力以使焊接工件相接觸，并運用高頻（20kHz~50kHz），低振幅（15~60μm）機械振動在局部產生熱量，從而在熱塑性高分子工件間形成連接。焊接性能取決于焊接設備設計、高分子材料物理性能、組件設計以及焊接參數。該焊接設計的關健在于滑動配件和能量取向器的設計。超聲焊接的優點在于能實現高度自動化，生產率高。典型的焊接時間在0.5~1.5s之間。其缺點在于焊接設備費用高、多用于小組件焊接。對大型組件需要復雜而昂貴的多頭機器。二、焊接3、電磁焊接a、阻抗(內置)焊接阻抗（內置）焊接的關鍵是植入連接界面的導電線圈或編織物。當電流通過線圈或編織物時產生熱量，使周圍高分子熔化，當其冷卻后完成焊接。其主要的優點在于其過程簡單、適用與大型組件的復雜連接。其焊接時間短，即便大型組件也小于30s。但是因為導電線圈或編織物留在連接處，會影響其機械強度，同時也會增加其成本。二、焊接b、感應焊接感應焊接是在接近高分子工件連接表面的諸如金屬絲網篩、金屬線圈、金屬導電顆粒之類的金屬植入體內感應產生高頻電流，高頻電流誘導產生熱量。金屬植入體周圍局部產生的熱量將高分子加熱到融合溫度，在適當的壓強下，工件實現連接。感應焊接是最快和最靈活的焊接方式之一。其缺點在于金屬植入體仍留在最終產品里，感應設備成本高，而且焊接強度不如其他方式高。二、焊接c、電介質焊接電介質焊接是利用13~120MHz的高頻電磁場通過介電加熱方式直接加熱高分子材料。該方法對諸如ABS和聚氯乙烯之類高介電損耗因子材料最適合，但不適合聚乙烯和聚丙烯之類低介電損耗因子材料。其生產效率高，但設備費用也相對高。電介質焊接主要用于粘結薄膜和薄片。二、焊接三、刻蝕刻蝕是指通過溶液、反應離子或其它機械方式來剝離、去除材料的一種統稱，成為微加工制造的一種普適叫法。刻蝕最簡單最常用分類是：干法刻蝕和濕法刻蝕。濕法使用溶劑或溶液來進行刻蝕。濕法刻蝕是一個純粹的化學反應過程，是指利用溶液與預刻蝕材料之間的化學反應來去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而達到刻蝕目的。干法刻蝕種類很多，包括光揮發、氣相腐蝕、等離子體腐蝕等。1、光刻蝕光刻技術從原理上來說是一種攝影技術的發展，它使用掩摸板、光刻膠和紫外光等進行微結構的制造。光刻的優點是復制的圖形準確、精細，工藝成熟，適宜大批量生產，是制造微米量級器件的優秀方法。但由于其技術特點的制約，光刻技術有著諸多的缺陷限制著其自身的發展：（1）光刻設備昂貴，成本高；（2）實驗環境比較苛刻；（3）僅適于制造平面材料的微結構，難以在曲面上進行微結構的制造；（4）適用的材料范圍較窄，僅能制作一些光敏性物質的微結構。三、刻蝕2、軟刻蝕軟刻蝕（PL）主要是基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）彈性印章進行圖案的復制與轉移來制備材料的微結構。SL技術己經發展壯大成一系列的相關微制造技術，具體包括復制微模塑（REM）、微接觸印刷（μCP）、毛細微模塑（MIMIC）、溶劑輔助微模塑（SAMIM）、轉移微模塑（μTM）、近場光蝕刻，現在的軟刻蝕技術特指這些微制造技術的統稱。三、刻蝕PDMS彈性印章的制備操作示意圖三、刻蝕3、等離子刻蝕通過等離子體中荷能粒子對材料表面的轟擊，或通過自由基、離子與表面分子反應生產可揮發性小分子將材料表面弱邊界去除，以引起表面形貌的變化，變得粗糙，并伴隨著鏈的斷裂、自由基的形成等。等離子體處理具有干態環保、低能，僅改變材料表面不影響材料本體特性的優點，因此尤其適合于聚合物等有機材料的表面改性。三、刻蝕高分子材料的等離子體表面處理技術廣義上說就是等離子體干法刻蝕法。它的能量可通過光輻射、中性分子流和離子流作用于材料表面。在等離子體系中的中性粒子將通過連續不斷地轟擊固體表面將能量轉移給高分子材料。三、刻蝕等離子體與高分子材料表面的相互作用4、準分子激光刻蝕由于用遠紫外（193nm）激光脈沖對高分子材料可以進行精確干凈的刻蝕以