**材料选择及成型工艺的发展**

在现代工业中，为了适应人类需求、满足生产需要，必须把原材料加工成各种形状和尺寸的产品，在这种背景下，塑料模具的产生具有非常重要的意义。

从设计到制造的全周期演变历程

19世纪末至20世纪初，塑料模具的发明与应用已十分普遍。但直到1960年代以来，现代工业技术的发展，人类对于塑料材料的认识达到了一个新的高度。太阳集团城2017说：在国际上，关于塑料的定义已有明确的标准和共识，其包括以下特点：①具有良好的耐热性和化学稳定性；②具有可塑性；③密度低，重量轻，强度高。

### 20世纪60年代～80年代

人类生活水平的提高、工业化程度的加深以及科技的发展，人们开始用塑料来代替金属材料制造汽车零件等。这时，以塑料为主的工程塑料产品在民用市场中的应用也越来越多。由于这些塑料制品的应用范围广泛、性能稳定，在工业上得到了广泛应用，而且价格也比较便宜。

**设计：从材料选择到模具造型**

1960年代以来，人们对现代工业的设计产生了一种新的认识，即“设计是塑造未来的人工智能的工具”。为了适应人类对产品形态和功能日益增加的需求，塑料模具开始受到人们的关注。以设计师为依据、以用户需求为出发点、以技术为手段，进行材料选择与成型工艺设计。

### 20世纪80年代～90年代

塑料制品应用范围的扩大以及性能要求的提高，人们更加重视塑料模具的设计工作，从功能、结构等方面对塑料模具进行了改进和优化。设计过程一般包括以下步骤：①确定塑料材料；②选择成型方法；③考虑生产规模及制造工艺等。

### 20世纪90年代～21世纪初

环保意识的增强，工业生产必须降低能耗，实现污染减少化，提高资源利用率、能源利用效率和经济效益。太阳集团城2017以为：因此，在设计阶段中，越来越多的人开始将塑料成型技术与新型材料结合起来，从设计理念到加工工艺设计，都体现了环境友好和绿色的设计理念。

### 21世纪

人类社会对环境保护的重视以及环保产业的发展，“绿色制造”的概念逐渐深入人们的视野，“低碳”、“循环经济”等低碳、环保型设计被广泛使用。塑料模具设计也更加注重“减量化、资源化、无害化”。

### 超重材料技术的应用与发展

从设计到制造，塑料的开发和应用已经达到了一个新的高度，而超重材料技术和高性能复合材料是现代塑料工业的重要发展方向。

### 高分子聚合物材料的特点

1960年代以来，人们对高分子聚合物及其制品的研究进展非常快，在材料科学领域取得了长足的进步。太阳成集团tyc9728太阳集团城2017说：在聚乙烯、丙烯酸酯、聚氨酯、丙烯酸、丁二烯等高分子聚合物中，具有结构简单、机械性能优良、耐久性好和良好的化学稳定性等特点。

### 聚合反应及成型方法

①通过自由基合成法和共聚反应合成聚乙烯；

②通过交联聚合反应生成丙烯酸树脂；

#### 20世纪80年代～90年代

1. **自交联共聚法**：在聚乙烯中加入少量的三氟乙烷，使分子间相互吸引，得到无定型聚合物，该聚合物具有较高的机械强度和耐温性能。

2. **自由基共聚法**：其次使用自由基聚合方法合成链状高聚物，通过自由基引发剂作用，将这些单体转化为长的双末端烯烃。用分子间氢键相互连接形成无定型聚合物。

3. **交联反应**：将不同的环氧树脂与具有高热稳定性的聚酯共聚，以获得具有良好性能的共混材料。

### 20世纪90年代～21世纪初

#### 自由基交联法

1. **自交联共聚法（SFC）**：

- 双键自由基聚合

- 通过自由基引发剂作用将单体和自由基链连接成长的双末端烯烃，再用分子间氢键相互连接形成无定型聚合物。

#### 分步聚合法

1. **自由基共聚法（FC）**：

- 共聚反应：其次使用自由基聚合方法合成聚丙烯酸酯，将聚丙烯酸酯与环氧树脂反应得到复合树脂。太阳集团城2017以为：通过分子间氢键相互连接形成无定型聚合物。

#### 交联反应

1. **交联反应法**：

- 在高温下，通过自由基引发剂作用使高分子材料互相交联，以获得结构致密、性能稳定的材料。

### 环保塑料的发展

自20世纪70年代以来，全球环保意识的增强以及对可持续发展和循环经济的认识逐渐加深，人们对使用无害化、低毒性的新型降解塑料材料产生了极大的兴趣。目前，高分子聚合物材料中已出现许多具有低毒性、低放射性和可降解性等特点的新型降解塑料。

### 高分子材料的基本性质

1. **溶解度**：高聚物在水中溶解时的体积变化。

2. **结晶现象**：对于某些特殊类型的高聚物，如酚类和脂族化合物等，其结构中可能存在晶型，使溶液变得不均匀。15vip太阳集团太阳集团城2017以为：这些聚合物通常呈半双螺旋或八面体的形状，在特定条件下才能形成稳定的晶体形态。

3. **粘度**：在不同温度下，聚合物具有不同的熔点、沸点以及密度。

### 有机高分子材料的应用

20世纪60年代以来，工业技术的发展，人们对有机高分子材料产生了高度的兴趣。由于其优异的机械性能和良好的物理化学性质，有机高分子材料在许多领域得到了广泛应用。

，在实际应用中，由于聚合物材料在加工过程中容易发生粘连、脱模等现象，并且在热处理后易产生开裂、变形等问题，使得塑料模具的应用受到了一定限制。

### 复合材料的开发与应用

1. **碳纤维复合材料**：

- 聚丙烯基碳纤维和碳纤维增强聚乙烯(PET)树脂复合材料。PET是热塑性聚合物，具有优良的机械性能和耐高温、耐磨等优点。

2. **钛合金/钛酸盐陶瓷**：

- 使用高熔点的钛合金作为基体材料，与陶瓷结合制成复合材料。这使得这种材料兼具高强度和韧性，可用于制造重型零件。

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从设计到制造，塑料模具的发展体现了人类在环保、节能以及新材料技术方面的发展趋势。科技的进步和社会需求的变化，塑料模具将面临更多的挑战和机遇，并将在未来的生产生活中发挥越来越重要的作用。