Page 48 - 《橡塑技术与装备》2017年10期（5月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (Plastics)

聚合物微挤出成型工艺研究进展

Research progress of polymer micro extrusion molding process

邓小珍，余圣锋，肖兵，黄志华，郑博文，赵伟强
( 南昌工程学院机械与电气工程学院，江西 南昌 330099)

摘要 ： 随着微纳制造技术的快速发展，聚合物挤出成型工艺由宏观向微观转变，由于微尺度效应的影响，聚合物微挤出成型
机理不同于宏观挤出成型，现有的聚合物宏观挤出成型研究成果不能简单地按几何比例缩小应用于微挤出成型。微制品和微零件
的广泛应用及其领域的不断拓展，使得聚合物微挤出成型工艺成为当前聚合物加工领域的研究热点之一。介绍了聚合物挤出成型
工艺及其发展，着重介绍了国内外聚合物微挤出成型工艺的研究现状，并对聚合物微挤出成型工艺的未来发展方向做出展望。
关键词 ： 聚合物 ；微挤出 ；气辅挤出 ；微尺度效应 ；研究进展
中图分类号 ： TQ320.66 文章编号 ： 1009-797X(2017)10-0028-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2017.10.007

近年来，随着微 / 纳米科学技术的蓬勃发展，产 到了高速发展。之后，国内外学者们对聚合物宏观挤
品逐渐向小型化、微型化、轻量化、精密化方向发展， 出成型技术进行了大量的理论和实验研究，并取得了
微制品和微零件在电子、光学、医疗、生物、汽车等 丰富的成果 [5~8] 。J. Z. Liang，W. S. Lee 等 [9~10] 的
领域的应用越来越广泛，如介入医疗、药物输送系统、 研究结果表明，聚合物挤出成型过程中存在口模压降
微连接器、微型开关、微型发动机和微型泵等 [1~2] 。 和挤出胀大等问题，导致挤出制品截面尺寸与口模截
微 / 纳制品的加工材料主要包括金属、聚合物和硅等， 面尺寸存在较大差异，严重影响挤出制品质量。L. T.
而聚合物因具有性能良好、加工容易、价格低廉、应 Holmes 等 [11] 分别采用 Giesekus 和 PTT 本构模型描
用领域广泛等优势，其在微 / 纳制造加工中具有良好 述熔体的黏弹特性，研究了方形截面流道中低密度聚
的应用前景和发展潜力 [3~4] 。 乙 烯（LDPE）、聚苯乙烯（PS）和聚碳酸酯（PC）
聚合物的加工方法主要有注塑、挤出、压延、吹 熔体的挤出流动行为，结果表明，熔体的二次流动与
塑等，其中挤出成型技术的应用范围非常广泛，能连 挤出制品密切相关。Y. W. Inn 等 [12] 的研究结果表明，
续生产棒材、板材、异型材、薄膜、单丝以及中空制 聚合物熔体挤出成型过程中，制品表面会产生 “ 鲨鱼
品等，我国生产的塑料制品中有 1/3~1/2 是通过挤出 皮 ” 现象，甚至出现熔体破裂，而减小熔体表面与口
成型来实现。目前，产品的微型化已呈现出蓬勃发展 模壁面间的黏附力则能有效改善制品表面质量。
的趋势，聚合物挤出制品向微型化方向转变的趋势不 为改善挤出制品质量，研究者们将振动力场引入
可避免，国内外的研究者们对聚合物挤出成型技术的 聚合物挤出成型过程，结果表明，振动力场的引入能
研究也由宏观向微观悄然发生转变。 使聚合物熔体的挤出胀大程度呈非线性减小，最后趋
于稳定 [13] ，此外，润滑挤出 [14] 与气体辅助挤出（简
1 聚合物挤出成型工艺 称气辅挤出）均有利于减小挤出胀大行为，且气体辅
聚合物挤出成型技术是借助螺杆和柱塞的挤压作
用，使塑化均匀的聚合物熔体强行通过挤出口模成为 作者简介 ：邓小珍（1977-），女，讲师，主要从事聚合物
具有恒定截面的连续制品，该技术起步于 19 世纪 40 加工成型方面的研究工作。
基金项目 ：江西省教育厅科研技术研究项目资助（GJJ161
年代中期，直至 20 世纪 50 年代，石油化工的发展使 103); 南昌工程学院大学生科研训练计划项目（2016）
得高分子工业迅速成熟，促使聚合物挤出成型技术得 收稿日期 ：2017-01-15

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