高分子复合材料的制备与加工工艺探讨
高分子复合材料的制备与应用
高分子复合材料的制备与应用随着科学技术的不断发展，高分子复合材料作为一种新型材料，被广泛研发和应用。
它具有优良的性能和多种用途，被广泛应用于工业、医疗、建筑等领域。
本文将探讨高分子复合材料的制备方法和应用。
1. 高分子复合材料的制备方法高分子复合材料是由两种或两种以上不同材料合成的材料。
其制备方法多种多样，可以通过物理混合、化学反应、改性处理等方式进行制备。
物理混合是一种常见的制备方法。
可以将不同的高分子材料机械混合在一起，形成复合材料。
例如，将石墨烯和聚合物通过机械剪切混合，可以得到具有优异导电性能的石墨烯复合材料。
化学反应是另一种常见的制备方法。
通过在特定条件下进行化学反应，将两种或多种不同的高分子物质互相反应，形成新的复合材料。
例如，通过聚合反应将聚酯酯和聚胺酯反应，可以得到耐高温和耐腐蚀性能优良的聚氨酯复合材料。
改性处理是一种改变材料性质的制备方法。
通过对高分子材料进行物理或化学处理，改变其结构和性能。
例如，通过化学交联处理可以提高聚合物的热稳定性和机械强度，延长其使用寿命。
2. 高分子复合材料的应用领域高分子复合材料具有多种优异的性能，因此在各个领域得到了广泛的应用。
在工业领域，高分子复合材料被广泛用于制造航空航天器、汽车、电子产品等。
例如，碳纤维复合材料具有高强度和低密度的特点，在航天器和汽车领域得到了广泛应用。
同时，高分子复合材料还可以用于制造高性能电池、电容器等电子产品，提高其性能和可靠性。
在医疗领域，高分子复合材料被用于制造医用器械和生物医学材料。
例如，生物降解性高分子复合材料可以用于制造可吸收的缝线和支架，在手术中减少二次手术的风险。
在建筑领域，高分子复合材料可以应用于建筑材料的制造和修复。
例如，碳纤维增强混凝土可以提高建筑物的抗震性能和承载力，保障人员的生命安全。
此外，高分子复合材料还可以应用于环境保护和能源领域。
例如，利用光催化剂制备的高分子复合材料可以有效分解有害物质，改善环境质量。
高分子纤维复合材料的制备及其力学性能分析研究
高分子纤维复合材料的制备及其力学性能分析研究高分子纤维复合材料是一种经过特殊处理与混合而成的高强度复合材料。
它将高分子材料和聚合物纤维合成一体，从而具有了良好的力学性能和物理化学性质。
本篇文章将介绍高分子纤维复合材料的制备过程及其力学性能分析研究。
一、高分子纤维复合材料的制备过程高分子纤维复合材料的制备过程主要包括以下几个步骤：1.材料准备：选用适当的高分子材料和聚合物纤维，进行预处理，使其成为复合材料的适宜原料。
2.混合：将高分子材料和聚合物纤维混合均匀，使其成为均匀的混合材料。
3.成型：利用成型设备将混合材料塑成所需的形状和尺寸，成型方式有注塑、挤出、压缩成型等多种。
4.固化：将成型后的制品进行固化，加快交联反应，增强其力学性能和物理化学性质。
通过以上步骤，高分子纤维复合材料就制备完成了。
二、高分子纤维复合材料的力学性能分析研究高分子纤维复合材料在制备过程中需要注意力学性能的要求，从而保证其使用时具有足够的强度和韧性。
力学性能分析研究对于确定材料的力学特性、制定生产标准和改进生产工艺具有重要意义。
1.拉伸性能分析拉伸性能是衡量高分子纤维复合材料强度的主要指标之一。
拉伸强度主要与纤维的强度、弹性模量有关。
同时，拉伸过程中断裂形态也能够反映材料的韧性。
实验方法为利用拉伸试验机进行拉伸实验，并分析其拉伸强度、极限伸长率等指标。
拉伸性能的研究可以为材料的强度理论计算和优化提供参考依据。
2.吸水性能分析高分子纤维复合材料吸水性能的优劣直接影响复合材料使用的寿命。
材料吸水后，其力学性能会发生变化，因此需要对吸水性能进行研究。
实验方法为将样品置于水中浸泡一定时间后取出，通过重量差计算吸水率。
同时观察吸水后样品的形变、破坏等现象，分析吸水过程中的物理化学变化。
3.热稳定性分析高分子纤维复合材料的热稳定性能影响其在高温环境中的使用寿命。
需要分析其热降解特性、玻璃化转变温度等指标。
实验方法为通过热分析仪对高分子纤维复合材料进行热重分析、差热分析等，观察其热分解规律和热降解温度等指标。
天然高分子聚丁二酸丁二醇酯复合材料研究进展
天然高分子/聚丁二酸丁二醇酯复合材料研究进展摘要：聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种热塑性脂肪族聚酯，因力学和生物降解性良好等优点而具有广泛应用前景。
但其力学和热学性能仍存在拉伸强度和耐热温度较低等缺陷，而限制了其应用，通过物理改性是提高其性能的重要研究方向之一。
本文综述了近年天然高分子/PBS复合材料制备和性能研究，并对天然高分子/PBS复合材料的发展作了总结和展望。
关键词：聚丁二酸丁二醇酯；天然高分子；共混改性A review of the blend of Poly(ButyleneSuccinate)/natural polymersAbstract: Due to its biodegradable, mechanical properties, Poly(butylene succinate)(PBS) is widely applied in the fields such as plastic, medicine and so on. However, the mechanical and thermal properties of PBS, such as tensile strength and heat distorted temperature can not meet the application requirement. To increase the thermal and mechanical properties of PBS, method such as modified PBS by physical blend was adopted. The paper reviewed the new development of the natural polymers/PBS composites, and some suggestions were described to prepare natural polymers/PBS composites with higher mechanical and thermal properties.Key words: Poly(butylene succinate); natural polymers; composites前言聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是由1,4-丁二酸和1,4-丁二醇通过共聚反应合成的半结晶脂肪族聚酯，它具有良好的热塑性、分子柔韧性和生物降解性能等优点，成为最具发展潜力的脂肪族聚酯之一[1-5]。
高分子纳米材料的制备与性能
高分子纳米材料的制备与性能近年来，高分子纳米材料作为一种新型材料，在各个领域展现出了巨大的潜力。
高分子纳米材料是由高分子材料与纳米颗粒相结合而成的复合材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
本文将从制备方法和性能两个方面来探讨高分子纳米材料的发展。
一、制备方法高分子纳米材料的制备方法多种多样，主要包括溶液法、乳液法、溶胶-凝胶法和原位合成法等。
其中，溶液法是最常用的制备方法之一。
通过将高分子材料和纳米颗粒分散在溶剂中，并加入适量的分散剂，经过搅拌、超声处理和其他加工工艺，最终得到高分子纳米复合材料。
乳液法是另一种常用的制备方法，它通过乳化剂的作用，使高分子材料和纳米颗粒在水相中形成乳液，然后通过蒸发水分或加热使乳液凝固，得到高分子纳米复合材料。
溶胶-凝胶法是一种制备无定形高分子纳米材料的方法，通过将高分子材料和纳米颗粒溶解在溶剂中，然后通过凝胶化和干燥等工艺，最终得到无定形的高分子纳米材料。
原位合成法是一种通过在高分子材料合成过程中加入纳米颗粒的方法，通过控制反应条件和添加剂的种类和用量，使纳米颗粒与高分子材料同时合成，得到高分子纳米复合材料。
二、性能高分子纳米材料具有许多优异的性能，主要包括力学性能、热性能、电性能和光学性能等。
首先是力学性能，高分子纳米材料由于纳米颗粒的加入，能够有效增强材料的强度和刚度，提高材料的耐磨性和耐热性。
其次是热性能，纳米颗粒的加入可以改善高分子材料的热稳定性和热导率，使其在高温环境下具有更好的性能。
再次是电性能，纳米颗粒的加入能够调控高分子材料的导电性和介电性能，使其在电子器件和光电器件等领域有广泛的应用。
最后是光学性能，纳米颗粒的加入可以调控高分子材料的光学性能，使其具有特殊的光学效应，如荧光、散射和吸收等，有利于在光学器件和传感器等领域的应用。
高分子纳米材料的制备和性能研究对于推动材料科学的发展具有重要意义。
通过不断改进制备方法和优化材料性能，可以开发出更多具有特殊功能和广泛应用的高分子纳米材料。
高分子复合材料的制备工艺及应用分析
高分子复合材料的制备工艺及应用分析高分子复合材料是一种由两种或以上不同成分组合而成的材料。
由于它的大多数成分都是高分子化合物，所以它也被称为“高分子复合材料”。
高分子复合材料由于其具有轻重比低、力学性能优异、耐高温、耐腐蚀、绝缘性能好等特点，在工业生产中有着广泛的应用，特别是在飞机、汽车、轮船、建筑等领域。
高分子复合材料的制备工艺高分子复合材料的制备工艺有多种方法。
其中，最基本的方法是混合配制。
根据不同的使用要求，选择不同的高分子制品和其他材料，通过混合、热压、加热、浸泡、固化等方式制备高分子复合材料。
另外，常常使用的工艺也包括覆盖法、注塑法、挤出法、吹塑法、复合法等。
覆盖法是一种通过在基材表面覆盖一层高分子材料的方法。
这样可以改变表面性质，并达到绝缘、抗腐蚀、耐磨等功能。
注塑法是将液态或半固态的材料通过模具注入模腔中，再经过加压、固化而得到成型的方法。
这种方法适用于生产薄壁、贴近形状的长、大型制品。
挤出法是将预先制备好的高分子材料放入挤出机中，在高压下进行热熔成型。
挤出法适用于制造长条形或管状的高分子复合材料制品。
吹塑法是将高分子材料加热并在膨胀气流的作用下变成大泡，然后吹气成型的方法。
这种方法适用于生产小批量、中小型的制品。
复合法是将不同种类、不同性质的材料连接制成一种新的材料的方法。
可通过覆盖法、压合法、胶结法、热合法等联合使用制备出多种组合材料，有效提高材料的性能。
高分子复合材料的应用分析高分子复合材料的应用领域广泛。
在航天、卫星、航空、船舶等领域，高分子复合材料常常被用于制造船体和翼型，如空气动力学材料、高强度复合材料和大型复合框架等。
在运动器材领域由于高分子复合材料具有高强度、高刚度和低重量等特点，可以制造高性能的运动器材，如高弹力量矩杆、高价值高强度球拍等。
在建筑领域，高分子复合材料可用于机场、桥梁、公路、港口等基础设施建设。
一些高强度、轻质复合材料有助于提高建筑物的密度和刚度。
此外，可应用于水处理系统，电信电缆材料，以及新能源领域如风能、太阳能等。
材料化学中的热塑性高分子复合材料开发
材料化学中的热塑性高分子复合材料开发热塑性高分子复合材料是一种在材料化学领域中得到广泛应用的材料。
它由热塑性高分子基体和添加剂组成，通过加热和加压的方式进行成型。
热塑性高分子复合材料具有良好的可塑性和可加工性，同时还具有优异的力学性能和化学稳定性。
在材料化学的研究中，热塑性高分子复合材料的开发是一个重要的课题。
热塑性高分子复合材料的开发需要考虑多个方面的因素。
首先，选择合适的热塑性高分子基体是至关重要的。
热塑性高分子基体的选择应该根据所需的性能和应用环境来确定。
例如，在高温环境下使用的复合材料，需要选择具有较高熔点和热稳定性的高分子基体。
而在耐腐蚀性要求较高的环境中使用的复合材料，则需要选择具有良好耐腐蚀性的高分子基体。
因此，对于热塑性高分子复合材料的开发来说，合适的基体选择是非常重要的。
其次，添加剂的选择和控制也是热塑性高分子复合材料开发中的关键问题。
添加剂可以改善复合材料的性能，例如增强材料的强度、硬度和耐磨性等。
同时，添加剂还可以改善复合材料的加工性能，例如降低材料的熔融温度和粘度，提高材料的流动性。
因此，添加剂的选择和控制对于热塑性高分子复合材料的开发具有重要意义。
在热塑性高分子复合材料的开发过程中，还需要考虑材料的加工工艺。
热塑性高分子复合材料的加工工艺通常包括热压成型、注塑成型和挤出成型等。
不同的加工工艺对于复合材料的性能和结构有着不同的影响。
因此，选择合适的加工工艺对于热塑性高分子复合材料的开发至关重要。
同时，加工工艺的优化和改进也可以提高复合材料的性能和加工效率。
此外，热塑性高分子复合材料的表面处理也是一个重要的环节。
表面处理可以改善复合材料的界面性能，提高其耐磨性和耐腐蚀性。
常见的表面处理方法包括化学处理、物理处理和涂层处理等。
通过表面处理，可以使热塑性高分子复合材料在不同的应用环境中具有更好的性能和稳定性。
综上所述，热塑性高分子复合材料的开发是一个复杂而关键的过程。
在开发过程中，需要考虑热塑性高分子基体的选择、添加剂的选择和控制、加工工艺的选择和优化以及表面处理等多个方面的因素。
生物基复合材料的制备与应用研究
生物基复合材料的制备与应用研究生物基复合材料是指由天然高分子物质与无机或有机材料复合而成的新型材料，具有环保、生物活性、可再生和可生物降解等特点，被广泛应用于食品包装、医用材料、环保材料等领域。
本文讨论生物基复合材料的制备与应用研究。
一、生物基高分子材料的制备生物基高分子材料即来源于天然植物或动物的高分子物质。
生物基高分子材料的制备需要先对植物或动物的高分子物质进行提取和加工，然后进行复合改性。
提取和加工的技术有正己烷提取法、溶剂沉淀法、超临界流体萃取法等，这些技术可以充分保持高分子物质的天然性质。
复合改性的技术包括填充法、化学反应法、物理结合法等，这些技术可以使材料特性得到改善。
目前，生物基高分子材料的制备技术已经比较成熟，但仍然需要不断探索新的材料体系和制备工艺，以提高材料性能和降低成本。
二、生物基复合材料的应用1.食品包装材料生物基复合材料在食品包装中的应用已经逐渐受到重视。
例如，用生物基高分子材料复合改性的纸张具有杀菌、保鲜等特性，可以被广泛用于面包、肉制品、奶制品等食品包装，给消费者提供更加安全的食品。
2.医用材料生物基复合材料在医用材料中的应用也备受关注。
例如，生物基高分子材料复合改性后可以用于制备心血管支架、骨修复材料等医用材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以有效降低植入后的排异反应和二次手术风险。
3.环保材料生物基复合材料在环保材料中的应用是目前的热点之一。
例如，用生物基高分子材料复合改性的石膏板可以实现自降解，大大减少了装修材料对环境的影响。
此外，生物基复合材料也可以用于制备可降解的包装袋、生物饲料等，帮助减少塑料污染。
总结随着人们对环保和生态安全的关注，生物基复合材料的应用前景十分广阔。
生物基复合材料的制备和应用研究需要开展深入的探索和实验，也需要政府与企业的共同努力，才能更好地服务于人类社会的可持续发展。
浅谈高分子材料成型加工技术以及应用前景
浅谈高分子材料成型加工技术以及应用前景摘要：随着社会的不断发展，科学技术水平的不断提高，高分子合成材料方面也取得了巨大的进步。
高分子材料成型加工工艺技术不断发展进步，其应用价值也在不断提升。
因此，该领域的相关研发，技术人员要结合应用实际，把握高分子材料加工前沿技术，重视自主产权，将科学研究和产业加工有机协调起来，将研究成果转化成生产力，以促进我国高分子成型加工技术的不断进步和发展。
关键词：高分子材料；加工技术；应用高分子材料指的是以分子量较高的化学物质制备而成的功能材料，其主要组成成分包括高分子聚合物和其他辅料。
通常情况下，高分子材料具有容易加工改性等优点 [1]。
常见高分子材料包括高分子复合材料、胶黏剂、纤维、塑料以及橡胶等物质。
高分子材料的成型加工是高分子材料在外界高温条件下熔化后，通过成型加工设备而制备各种预期模型的过程[2]。
随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，高分子材料在应用上所涉及的领域也越来越广，航空、国防事业对其成型加工技术的要求也越来越严格 [3]。
一、高分子材料成型加工技术目前，在市面上常用的高分子材料有塑料和纤维素。
塑料是合成的高分子材料，主要的成分是合成树脂，有着线型结构和体型结构两种结构类型。
纤维素是天然的高分子材料，主要成分是葡萄糖。
通过对高分子材料成型加工技术进行分析，可以了解目前常用的加工技术，从而开展进一步研究。
1.1挤出成型技术挤出成型是通过螺杆旋转加压的方式对高分子材料进行成型操作。
通常而言，通过加料、塑化、成型、定型等环节可以完成挤出成型的一系列加工过程，最终形成成品。
在实际的加工过程中，设备人员需要全面的对这项技术进行掌控，同时还要对设备、机头、模具等进行正确的选择，只有有着合适的设备以及良好的加工技术，成型后的产品才能达到最佳的性能和最佳的美观程度。
在挤出成型的过程中，塑料的品类、加料的速度、挤出机的工作效果等都会对成型的产品产生不同的影响。
所以，技术人员必须全方位的对该项技术进行把控。
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的界面能阻止裂纹的扩散 " 大多数金属材料的疲劳强 度极限是其拉伸极限的 :<= ##<= ! 而碳 纤维> 聚脂复 合材料的疲劳强度极限可为其拉伸强度的 ?<=#@<= "
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受 力结构的自 振频率 除 与 结 构 本 身
形状有关外 ! 还 与结构材 料比模量的 平方根成正 比 ! 即复合材料比模量高 ! 自振频率亦高 " 同时 ! 复合材 料界面具有吸振能力 ! 能使材料获得阻尼振动 " 由试 验 得知 $ 轻 合 金 梁 需 A4 才 能 停 止 振 动 ! 而 碳 纤 维 复 合材料梁只需 9B#4 就会停止同样大小的振动7:8"
的多相复合体6 就是以有机聚合物为基体 ! 连续纤维为 增强材料组合而成的7$8" 纤维的高强度 #高模量的特性使 它成为理想的载体 " 基体材料的黏结性能良好 ! 能把 纤维牢牢地黏结起来 " 同时 ! 基体能使载荷均匀分布 ! 并传递到纤维上去 ! 且允许纤维承受压缩和剪切载荷 " 纤维和基体之间良好的复合显示了各自的优点 ! 并能 实现最佳结构设计 ! 因此 ! 高分子复合材料是复合材 料中发展最迅速 # 应用最广泛的一类复合材料 "
"
高分子复合材料的特性和结构
玻璃纤维复合材料有较高
"#! 高分子复合材料的特性 796:8 "#!#!
的比强度 # 比模量 ! 而碳纤维 # 硼纤维 # 有机纤维增 强的聚合物基复合材料的比强度相当于钛合金的 : ## 倍 ! 比模量相当于金属的 ; 倍之多 ! 这种性能可由纤 维排列的不同而在一定范围内变动 "
复合材料及其制件的成型方法 # 是根据产品的外 形 " 结构与使用要求 # 结 合材料的工 艺性来确定 的 ! 成型加工工艺 " 工艺条件及其控制 " 成型加工设备都 将对高分子材料的混合程度 " 取向程度 " 流变性能 " 结晶性能等产生影响 # 进而影响高分子复合材料的使 用性能 ! 因此 # 成型加工工艺和成型加工设备的选择 很重要 ! 从 /* 世纪 0* 年代对聚合物基复合材料及其 制件成型方法的研究与应用开始 # 随着聚合物基复合 材料工业迅速发展和日趋完善 # 新的高效生产方法不 断出现 ! 目前在生产中采用的成型方法有%,&&
"#!#%
高分子复合材料还有
一个特点是 各向异性 ! 与之相关的 是性能可设 计性 " 因此 ! 可以根据工程结构的载荷分布及使用条件的不 同 ! 选取相应的材料及铺层设计来满足既定的要求 "
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研究与开发
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青海科技
境状态而保护内部物体 !
"#$ 高分子复合材料及其制件的成型方法
青海科技
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研究与开发
高分子复合材料的制备与加工工艺探讨
王 英
C青海大学机械系 ! 青海 西宁 @$<<$D E
摘 要 $ 高分子复合材料的迅猛发展成为当前材料科学发展的一个热点 " 本文对高分子复合材料的制备及其加工工
艺进行了探讨 ! 以期对高分子复合材料的应用和研究起到一定的参考作用 " 关键词 $ 高分子 & 复合材料 & 制备 & 加工
!
前言
高 分 子 复 合 材 料 % &’()*+, -./,01 2’*3’40/+4!
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在制造高分子复合材料
的同时 ! 也就获得了制件6 亦即可一次成型 ! 即使结构 形状复杂的大型制件也可一次成型 " 这对于一般工程 塑料是难以实现的 "
&-25 是指由高聚物和各种填充材料或增强材料所组成
"#" 高分子复合材料的结构
作为高分子复合材料的基体通常为聚合物 ! 经常 应用的有不饱和聚酯树脂 # 环氧树脂 # 酚醛树脂以及 各种热塑性聚合物 798" 一般来说 ! 基体很少是单一的聚 合物 ! 往往除了主要组分 % 聚合物以外 ! 还包含其他 辅助材料 " 在基体材料 中 ! 其他的组 分还有固 化剂 # 增韧剂 # 稀释剂 # 催化剂等 ! 这些辅助材料是高分子 复合材料基体不可缺少的组分" 由于这些组分的加 入 ! 使复合材料具有各种各样的使用性能 ! 改进了工 艺性 ! 降低了成本 ! 扩大了应用范围7:6;8" 研究聚合物结构的根本目的在于了解聚合物的结 构与性质 的关系 ! 以 便正确选择 和使用聚合 物材料 ! 更好 掌握聚合物 及其复合 材料的成型 加工工艺条 件 " 通过各种途径改变聚合物结构 ! 进而改变其性能 ! 达 到设计与合成具有指定性能的聚合物的目的 " 对于高分子复合材料 ! 其结构性能应包括 $! 结构 所能承受的各种载荷 ! 确保在使用寿命内的安全 &" 提 供装置各种配件 # 仪器等附件的空间 &# 隔绝外界的环
"#!#’
复合材料中有大量增强纤维 !
当材料过载而有少数纤维断裂时 ! 载荷会迅速重新分 配到未破坏的纤维上 ! 使整个构件在短期内不至于失 去承载能力 "
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高分子复合材料具有很好的加工性能 ! 具
有良好的耐烧 性能 # 摩擦 性能 ! 高度的 电绝缘性能 # 耐 腐蚀性能及特殊的光学 # 电学 # 磁学性能 " 但高分子复 合材料也存在一些缺点和问题 ! 如材料工艺的稳定性 差 ! 材料性 能的分散性 大 ! 长期耐高 温不好 ! 抗 冲击性 能低 !横向强度和层间剪切强度都不够好等 "
!
高分子复合材料的制备
高分子复合材料的制备主要是指对其的配方设
计 ! 配方设计不是各种原料之间简单的 " 经验性的组 合 # 而是在对高分子材料结构与性能关系充分研究基 础上综合的结果%!&! 而且 #一个好的制品 #绝不仅仅局限 于配方设计 # 它还涉及成型加工工艺设计及成型设备 的选型 # 制品的外观设计及结 构设计 " 模具 设计等 ! 因此 # 从严格意义上讲 # 应是制品设计 ! 而配方设计 是其核心部分 # 只有好的配方设计 # 再加上其他要素 的配合 # 才能获得好的制品 ! 制品设计是在对制品形状 " 结构和使用性能科学 预测和判断的前提下 # 通过充分把握并正确选用高分 子材料 # 制定出一套完整的制品制造过程的实施方案 和程序 ! 制品设计必须贯彻 $ 实用 " 高效 " 经济 % 的 原则 %!&# 即制品的实用性要强 " 成型加工工艺要好 " 生 产效率要高 " 成本要低 # 以满足人们的需求 ! 制品设 计还要考虑到可选择的高分子 化合物品种 的多样性 " 可采用的成型加工工艺和成型设备的可变性以及制品 的应用领域的特殊性等因素 ! 配方设计方法一般有两种 %!&&