据国家统计局统计资料显示，2013年中国塑料制品规模以上企业13，699个塑料制品产量6188.66万吨，同比增长8.02%，比2012年8.99%的增长回落了0.97个百分点。
2013年塑料制品规模以上企业主营业务收入累计完成18，686.44亿元，同比增长14.26%。与2012年相比，增长幅度提高2.47个百分点，增长明显回升。实现利税1676.75亿元，同比增长17.10%，比2012年回落0.02个百分点。其中，利润总额为1123.18亿元，同比增长16.45%，增幅比2012年提高0.51个百分点。行业资产总计11，701.68亿元，同比增长11.4%，增幅比2012年下降1.57%。
从各子行业看，只有农用薄膜和人造革、合成革的同比增长是两位数，分别为13.6%和10.69%；另外，只有农用薄膜和其他塑料的增幅相比同期是增加的，分别增加T5.86个百分点和0.45个百分点，其他塑料子行业的增幅相比同期均为下降，下降最多的是泡沫塑料，下降了14.17个百分点。
分地区看，塑料制品产量占比主要集中在浙江省、广东省、山东省、河南省、辽宁省、江苏省、湖北省、四川省、福建省、安徽省等地区。其中浙江省和广东省占比最大，分别为15.20%和13.87%，浙江省和广东省的同比增速分别仅增长了5.60%和4.80%。河南省、湖北省、四川省、福建省、辽宁省的同比增速高于全国塑料制品行业产量的平均增速。其中河南省和湖北省塑料制品产量同比增长分别为29.30%和20.18%，反映了中部地区塑料产业崛起速度加快。
从上述趋势可以看出，尽管外部经济环境的不确定、不稳定因素仍然较多，行业自身发展中存在的诸多问题还未得到根本性解决，如多个子行业产能严重过剩、自主创新能力弱、总体装备水准偏低、产品结构不合理、科技投入不足、产品集约化程度低、行业区域发展不平衡、市场无序竞争等，产业结构调整和节能减排工作还任重道远。另外，2012年12月环境保护部、发展改革委、财政部三部委的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》以及2013年9月国务院的《大气污染防治行动计划》对塑料彩印软包装行业和人造革合成革行业均造成了冲击，由于各地方政府将地区的环境防污目标任务分解到企业，如果企业无法达标，将面临严厉的处罚直至退出。目前，已有部分地区的部分企业处于停产状态。不过，从整体上看，2013年塑料加工业仍保持了平稳的发展态势。
塑料制品出口有复苏的迹象
据海关总署统计资料汇总显示，2013年1月一12月塑料制品行业累计实现出货值2165.05亿元，同比增加了1.1%，增幅比同期仅回落了1.61个百分点，显示出塑料制品出口有复苏的迹象。
从子行业看，出货值累积比同期增长最多的子行业是塑料板、管、型材和塑料丝、绳及编织品，增速分别为18.01%和11.86%。而泡沫塑料、塑料包装箱及容器、塑料零件、其他塑料制品的增幅则呈现下降趋势，增幅比同期下降最大的是塑料包装箱及容器和泡沫塑料，分别下降了20.26个百分点和11.11个百分点。具体详见下表。
增速明显放缓行业进入转型升级期
从中国塑料加工行业2012年、2013年的资料可以看出，塑料加工业增速明显放缓，出现这种状况原因是多方面的。
国际金融危机导致全球经济需求不足，增长乏力，受此影响，我国经济下行压力加大，增速放缓，出口大幅下降。―方面受外贸出口大幅下降的影响，塑料作为出口商品重要包装物，间接出口需求大幅减少；同时直接出口也出现较大幅度下降。另―方面，由于国内经济增速放缓，对塑料产品需求严重不足，两项需求减少的叠加是塑料制品增速放缓的重要直接原因。除国内外宏观环境影响外，也应看到塑料加工工业自身的问题。一是产品结构不合理，中低档产品比例过高。二是部分产品出现结构性、阶段性过剩。三是技术创新能力不强等。针对当前这些问题提出以下几点意见。
把立足点放在加快数量主导向品质效益型转变上来
在我国经济由高速增长期进入次高速中速增长的发展战略转型期后，塑料加工业也随之进入增长阶段转型的关键期，增速放缓是必然趋势。塑料加工业经过“十一五”、“十二五”的高速追赶型发展后，正进入上品质、上档次的产业升级发展阶段。由于告别了短缺时代，出现产能饱和与过剩，规模扩张空间明显被压缩，现成可利用的技术空间被压缩，追赶型发展之所以在短时间内走完先进国家多年走过的道路，一个重要的原因是可利用现成的先进技术和制度，并发挥后发优势，以推进其生产要素快速提升。随着追赶学习期结束，目前一般技术和装备已不能满足塑料加工业的发展需要，而需要的往往是涉及先进国家竞争优势的技术，引进技术难度加大，因此技术快速跨域的步伐将明显放缓，必须加大自主创新力度。目前我国已是第二大经济体，人均收入已达6000美元，已进入中等收入国家行列，正在跨越被经济界称为的中等收入陷阱的关键时刻，增速放缓是必然的，对此行业要有充分的思想准备，不要幻想超高速发展的回归，要把精力放在结构调整和产业升级上，把立足点放在加快数量主导向品质效益型转变上来。
化解产能过剩是塑料加工业面临的一项重要任务
产能过剩是产需矛盾的体现，涉及产品竞争力和属性及市场范围。塑料加工业是快速成长的新兴制造业，并非产能过剩行业，但当前塑料加工业在部分产品中出现产能结构性和阶段性过剩。塑编行业、门窗异型材等低水准供给严重过剩，低水准同质化竞争激烈，市场秩序堪忧。管材产能过剩也比较突出，主要集中在普通硬聚氯乙烯PVC-U管材上。双向拉伸BOPP、BOPET产能过剩严重。产能过剩引发低价恶性竞争，市场混乱，既影响行业形象，又影响到企业效益，对行业健康发展产生严重影响。分析产能过剩，我们可以看到中低档产品比例过大，低水准重复建设和同质化严重造成的结构性过剩是主要的，同时也有阶段性过剩现象的存在，阶段性过剩主要指的是盲目上马的新产能，超越现阶段市场需求，而这些产能大多数是先进的产能。分析产能过剩要看到这既是市场竞争的结果，也是产业由成长期进入成熟期的必然表现，是供给能力过大的结果。经济发展经验证明，工业化特征的内需增长空间随追赶型任务完成将逐渐变小，当人均GDPI1，000国际元时，且队均7500美元左右时，主要工业品的生产峰值也将同时出现，根据这一规律和我国现有人均GDP水准标准，钢铁、水泥、房产建筑、汽车产量的绝对量和增速峰值自2015年将逐渐出现。
着力转变发展方式培育新的竞争优势
作为新兴制造业的塑料加工业面临难得的发展机遇和严峻的挑战，如何继续发挥塑料加工业的竞争优势，不断提高发展品质和效益是全体同仁的重大课题。当前塑料加工业生产要素成本不断增长；资源、能源、环境约束不断增强；增速进入重要战略调整期。在某种意义上讲，高成本时代悄然逼近，因此消化成本压力上升，防止陷入低、微利困境必须加快转变发展方式。要清醒认识到过去长期依靠高投入、高耗能、低成本的增长模式已不可持续。要从资源消耗型向要素集约型、从依靠扩大投资和规模扩张向依靠技术进步、创新和要素升级转变上来，培育新的竞争优势。要进一步提高资源利用率、能源利用率、资金利用率、投入产出率、劳动生产率、资本替代人工和人才红利等全要素生产率，要全面提升产业链价值。提高全要素劳动生产率是提高产出水准的重要途径，同时也是降低综合成本的重要措施。因此要对所使用的资源、能源、资金、资本、土地等要素，实现最优组合，产生更大效益。
2014年塑料加工业仍将保持平稳的发展态势
2014年随着美国经济在稳步适度复苏，欧盟经济也继续保持缓慢复苏的势头，新兴经济体发展平稳，非洲经济强劲增长，都预示了2014年世界经济环境比2013年更为有利。
关键词：塑料制品；模具设计；常见问题
中图分类号：O652文献标识码：A
随着塑料制品在各行业中的参与程度加大，对塑料制品能够实现的功能要求也在增加，对其使用质量提出了更高的要求，塑料模具设计是实现塑料制造的关键步骤，设计人员应该对塑料的外观、形状、相关尺寸等进行精确的设计，同时要综合考虑在制造过程中可能出现的问题，对设计方案进行改进，在提高塑料制品质量的同时，要保证塑料制造企业的经济效益，降低制造成本，提高模具制造的成功率。因此，要提高塑料模具设计水平，对塑料制造行业的可持续发展具有重要的意义，要采取有效的手段提高模具设计的科学性和高效性，解决容易出现的问题，提高塑料制品的使用可靠性。
1.塑料模具设计中常见的问题分析
1.1制作材料不同，收缩率不同
塑料模具设计是一项专业性要求高的设计技术，设计人员的专业技能和设计经验很大程度上决定着塑料模具设计效果是否满足要求，能否达到预计的形状，实现理想的功能。模具设计人员应该不断地进行学习，提高自我，对模具设计中常见的问题积极进行解决，提高模具设计水平。通过对模具设计过程的深入分析，将设计方案与根据模具制造出的塑料制品之间进行对比比较，可以发现，存在着塑料制品的尺寸、形状等于设计理想状态存在一定的区别。塑料制造是一项严谨、精度要求高的专业制造行业，不管是尺寸还是形状，有一丝一毫的差别都会导致塑料制品的质量受到影响，对其可靠性、安全性造成影响，如果将形状和尺寸不满足要求的塑料制品应用到其他行业的制造中，会影响这个生产产品的质量，对制造行业的影响是十分不利的。由于塑料制品种类繁多，实现的功能也各不相同，在选取制造原材料时也会选用不同种类的材料进行搭配生产，不同的材料在高温加工冷却过程中具有不同的收缩方向和收缩率，导致加工成型的塑料制品与设计模具之间有一定的差别。实际的生产过程中，设计人员没有充分的重视材料的收缩率不同带来的影响，造成塑料制品的精确度受到一定的影响，会使得制造误差加大，不利于塑料制品投入到高精度制造行业的应用中。
1.2设计标准制定不完善，塑料模具设计不规范
塑料制品的应用范围不断扩大，应用于不同的场合对于塑料制品的制造精度要求也各有不同。制作精度要求高的塑料，进行模具设计时进行尺寸和形状的设置时要求的精度会更高，对设计人员的技术有较高的要求，设计模具必须要满足使用精度，设计难度加大，耗费时间长，导致企业投入的成本会加大，会对企业的经济效益有所影响。对于应用于精度要求不高的场合，塑料制品的精度要求较为宽泛，进行这类塑料模具的设计时，可以降低对尺寸和形状的要求，能够有效地提高设计效率，降低设计成本，有利于提高企业的生产效益。由此可见，掌握塑料制品的应用场合，对制造精度的高低进行准确的把握对塑料制造企业的可持续发展具有重要的影响，决定着制造成本的高低和生产效率的快慢。然而，在模具设计过程中，对模具设计制造流程的规定不够完善，对设计人员的操作没有进行明确的规定，导致不同的设计人员设计水平良莠不齐，模具设计质量不符合要求，造成使用模具制成的塑料制品高于或者低于要求精度，会影响生产效率和投入成本，均不利于企业的可持续发展，阻碍塑料制造行业的发展。
1.3塑料材料热膨胀系数不同带来的影响
在塑料制品的加工过程中，存在着多种多样的因素可能会对塑料制品的制造精度产生影响，进而会导致最终的形状和功能等受到影响，对促进塑料制品投入到其他行业的生产中有一定的制约性。由于高温加工是塑料制造成型过程中不可或缺的一部分，材料会受到高温的影响，不同的材料膨胀系数会有差异，导致在高温下产生不同程度的膨胀，会造成塑料在模具中有相应的变形，对冷却后塑料制品的尺寸和形状会造成影响。模具设计人员在进行模具设计时，没有充分地认识到膨胀率不同对制成产品的质量造成的影响，因此，在尺寸和形状的设定时，没有进行充分地调整，导致使用塑料模具生产出的塑料不符合要求，降低消费者的消费满意度。要对不同材料的热膨胀系数进行充分地了解和把握，在模具设计时考虑到热膨胀系数造成的影响，对尺寸、形状进行合理地调整，利用热膨胀系数对塑料产生的变化，提高塑料制品的生产制造质量。
2.采取有效措施提高塑料模具的设计水平
2.1明确材料性质，考虑收缩率变化带来的影响
模具设计技术人员在确定塑料制造的材料种类时，应该对各种材料的相关性质进行充分地了解和掌握，明确材料在制造加工过程中会产生的变化，预测尺寸和形状的变化规律，提前对模具设计进行尺寸和形状上的调整，能够抵消制造中产生的变化，使得最终制造完成的塑料制品满足理想的尺寸，能够提高塑料的制造有效率，促进塑料能够更加高效地投入使用。同时，为了减少材料收缩率对制造精度产生的影响，可以在制造过程中加入抗高温和抗压添加剂，减少塑料的收缩变形，降低模具设计的难度，使生产的产品能够在复杂的工作状况下更加可靠的投入使用。
2.2完善设计标准，统一公差标注
提高设计人员技术水平，对设计过程中的重点环节进行明确的规定，规范设计流程和设计步骤，统一公差的标注标准，从而能够对塑料设计精度进行准确地把握，对塑料的设计效率会产生影响。为了更准确的标准塑料的制造公差，在进行模具设计时，要对塑料的应用场合进行研究和调研，收集相关数据，从而能够确定模具的应用精度，并将其标准在设计方案中，便于制造人T能够更直观地了解到塑料的制造精度。采取科学的检测方法对塑料制品的精度进行检测，判断制造的产品精度和形状是否满足要求，保证塑料制品能够可靠的使用。
2.3创新制作方法，提高塑料制品质量
随着塑料的利用率逐渐加大，对塑料制品的精度和质量要求不断提高，要积极创新塑料制造方法，选用更加高效率、高质量的制造方法，能够促进塑料制造行业的进一步发展。传统的浇注塑料模具生产方法，对塑料的制造精度有一定的局限性，且制造效率较低，受人为操作影响较大，可以加大高新技术在塑料生产中的应用程度，将传统的塑料制造手段与数字程控操作相结合，能提高塑料制造的自动化程度，有效的提高生产效率，提高塑料的质量和制造水平。
结语
塑料制品在我们日常生活中的应用越来越广泛，对我国经济的发展发挥着重要的作用。塑料模具设计水平高低决定着塑料制品行业的发展方向和发展前景，要提高塑料模具设计水平，规范模具设计标准，提高设计人员的专业技能，解决模具设计中经常会出现的问题，充分考虑到材料的收缩率和热膨胀系数对塑料制造可能造成的影响，提高塑料制造的精度和质量，促进塑料制造行业的发展。
参考文献
[1]张伟，张海波.塑料模具浇铸系统的设计浅析[J].机电信息，2011（18）.
关键词：住宿制品表面缺陷质量措施
中图分类号：TQ320文献标识码：A文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0121-02
随着我国汽车工业的发展，汽车上使用了大量的注塑成型的塑料零件，如仪表板、保险杠、门护板、后视镜、门把手、柱护板等等，而这些塑料零件恰恰是生产最容易出现问题的零件。为了实现注塑零缺陷的目的，必须从产品结构、模具、工艺、材料（塑料原材料）、设备（注塑机）等方面入手。注塑制品出现质量问题时如何分析、解决；没有出现问题时或者产品设计时如何从产品结构、模具、工艺等方面避免可能出现的缺陷，笔者将一一介绍。
1气眼
气眼是指空气被困在型腔内而使制件产生气泡的现象。通常位于熔体最后填充的地方，有着不同的尺寸和形状。
1.1形成的原因分析
制品形成过程中熔融材料交汇时内部的气体无法从排气口、下料口及合模处中及时排出导致的。制品成型温度过高、熔料过热且停留时间过长导致材料降解而产生气体。制品在尺寸和形状设计上的差异，也对缺陷有着不同程度的影响。
1.2有关工艺参数的改进对策
（1）降低螺杆转速；（2）适当调整模温；（3）提高背压，减少回吸。
1.3关于模具、设计的解决方法
（1）在缺陷产生的位置，增设排气口改善模具排气状况；（2）重新调整浇口位置、尺寸和流道设计；（3）选择合理的螺杆直径，减少气体的停留时间并留有足够的空间；（4）减少厚度的不一致，尽量保证壁厚均匀。
2流纹
在浇口附近沿熔料流动的方向直至制品末端，以浇口为起始点而呈现出条纹波浪的缺陷。若材料是高黏性（流动性差）材料亦或厚壁的制品生产时易出现此类现象。在聚碳酸酯（PC）材料做成的制品上明显，而在ABS材料的制品上缺陷更大，显现出暗灰色。
2.1形成的原因分析
在射胶过程中，特别是较低射速下，与模具表面接触的熔料迅速凝结，且流动阻力加大，便会在熔料的前部产生扭变。凝结的外部材料不能完全贴合模具腔壁而形成波浪状，即使保压也难以抚平。
2.2有关工艺参数的改进对策
（1）加大注胶速度；（2）增加保压压力并延长保压时间；（3）改善模温过低，增大模具温度；（4）提高料筒温度和螺杆背压。
2.3关于模具、设计的解决方法
（1）为吸纳前端冷料而增加流道中冷料井的尺寸；（2）增大浇口截面积或缩短流道；（3）改变热流道喷嘴的尺寸或减小主流道尺寸。
3溅射纹
是指制品表面溅射开的印迹，沿着流料方向，向前端辐射发展。
3.1形成的原因分析
（1）原料含水分过高；（2）熔料闲置时间过长；（3）熔合了不同温度要求的原料；（4）射胶速度过快；（5）配料中水分挥发。
3.2有关工艺参数的改进对策
（1）充分预烘、干燥原料桶；（2）调整料筒温度，降低注胶速度；（3）不宜添加过高的再生料比例；（4）添加的着色剂、剂、稳定剂、脱模剂等本身吸潮，加之混合不均在生产中挥发、分解。
3.3关于模具、设计的解决方法
（1）改变螺杆设计不合理，压缩比过低，造成原料降解而混入空气的问题；（2）查看烘干设备是否正常，以免传感器长期使用而失去原有的灵敏度；（3）检查排气口的位置及尺寸是否适当；（4）调整浇口、流道布置不均衡，型腔阻力大的问题；（5）改善冷却系统受热不均，局部过热。
4发脆
是指制品在某个部位容易出现断裂或破坏。缺陷的原因是由于材料裂解，使分子链变短，分子量降低，进而导致制品的物理性能降低。
4.1形成的原因分析
（1）射速太快或射出压力太高；（2）模温机设置不当；（3）原料温度不当或过多使用回收料；（4）螺杆尺寸选择不宜；（5）设置浇注口的位置和流道系统设计不合理。
4.2有关工艺参数的改进对策
（1）降低螺杆转速和射胶速度，减少过量摩擦热的产生，以免材料裂解；（2）设置适当的模温参数；（3）使用高强度的材料，改变原生料和回收料的使用比例；（4）选择适当的干燥条件；（5）减小射胶体积或增大流道截面积。
4.3关于模具、设计的解决方法
（1）选择尺寸适合的螺杆，在塑化阶段不要让螺杆转速太快，从而使温度分散得更平均；（2）加大竖浇道、流道或浇口尺寸，防止过量的剪切热使得本已过热的材料进一步恶化；（3）改善溶胶流经狭窄的流道，产生大量的剪切热而无法及时排出的情况，防止材料裂解。
5溢料（飞边）
溢料又称飞边、毛边或披锋等。多在模具分合位置上（如分型面、滑配部位、镶嵌缝隙、顶杆（针）孔眼等处）使制品在所述地方产生多余的材料。
5.1形成的原因分析
制品生产过程中，模具的锁模力低，难以保持成型整过程模具紧闭，模具结构变形在分型线处有缝隙，在型腔压力较高处便会造成溢料。溶胶速度过高或射胶压力过大导致溶胶流动性过高，不当的排气孔、槽设计，也会导致溢料的产生。
5.2有关工艺参数的改进对策
（1）依据制品壁厚程度，调整射胶速度和时间；（2）调节适当的注胶压力和保压压力；（3）防止原料混合不均或是熔料填充量过大；（4）改善料筒、喷嘴或模具温度过高，避免材料黏度降低，流过性增高；（5）模具平行度不好，合模调节不佳，造成合模不均衡；（6）选择型号适当的注塑机，合模力度必须大于制品截面积在注胶时形成的表面张力。
5.3关于模具、设计的解决方法
（1）使模具设计不合理，使模具在锁模时能够密闭，防止合模不严；（2）改善浇口开设位置过偏，注胶时单边压力过大；（3）防止动模或是中板变形、翘起；（4）防止模具分型面研配不佳，模框周围凸凹不平；（5）防止滑动型芯或是固定型芯在模腔偏移原有的安装位置。
6烧焦
是指在制品表面浇口附近、流道中间和制品末端出现泛黄、淡棕色或是黑灰色的纹痕。
6.1形成的原因分析
制品生产过程中，熔料滞留时间过长，由于高温、过热而使原料发生降解，并且和被挤入的空气在交接处因连续射胶而产生“柴油机效应”――在料筒中被挤入的空气因高温、高压环境所导致的焦化现象。
6.2有关工艺参数的改进对策
（1）{整料筒温度，减少熔料的停留时间；（2）降低熔料温度，建议测量熔料实际温度，尤其是温度敏感型材料；（3）做好螺杆的清理、维护，定期检修防止料筒、喷嘴、法兰面磨损、损坏；（4）防止料筒、喷嘴或模具温度过高，导致材料黏度降低，流过性增高；（5）降低螺杆的速度，防止背压过高。
6.3关于模具、设计的解决方法
（1）选择合适的螺杆型号和尺寸，螺杆的加料段要长，沟槽要深；（2）螺杆选择的压缩比要适当；（3）设计安装通气装置。
7结语
在实际生产过程中，注塑制品的质量缺陷有很多种，上面列举的是比较典型的几种，所有质量缺陷的产生都与成型工艺及设备、模具、设计结构、塑料材料密切相关，防止注塑制品产生质量缺陷须从以上几方面入手，只有找出缺陷产生的根本原因或是多方面原因，才能制定行之有效消除缺陷的具体措施。
参考文献
[1]张如彦，王荣本，孙鸿宣.塑料注射成型与模具[M].中国铁道出版社，1987.
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[4]陆宝山.注塑缺陷原因分析及改善对策[J].机械制造与自动化，2009，38（4）：84-87.
关键词:注射模排气冷却
1、产品工艺分析
产品材料为ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,有良好的力学强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。合适的塑料产品:电机外壳、水箱外壳、蓄电池槽、等。材料的收缩率0.4-0.8%,合适的壁厚1-3mm。
产品外观要求,表面色泽均匀、清洁、飞边及其它机械损伤,不能有明显色差、缩水、污点等。
根据以上两点的分析,确定模具腔数,一模四腔,使用潜浇口。模架型号为CI-30-32-A60-B70-C90,具体各个参数在设计过程中体现出来。
2、模具结构的设计
2.1成型零件的材料选用
根据产品的要求模具设计能够稳定生产60万次,其主要部分的材料选用S136钢材,淬火硬度52～56HRC,该钢材的特点是抛光性能好,表面光洁度可以很高。
2.2确定型腔的数量
塑料模型腔数目的确定首先取决于塑件本身的结构。根据该塑件的形状及尺寸,考虑到产品的生产批量较大且产品外形不大,因此采取一模四腔的模具结构方案较为合理。
2.3分型面的确定
确定分型面需要考虑的因素比较多。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面时应综合分析比较,从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则:(1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处。(2)便于塑件顺利脱模,尽量使塑件开模时留在动模一边。(3)保证塑件的精度要求。(4)满足塑件的外观质量要求。(5)便于模具加工制造。(6)对成型面积的影响。(7)对排气效果的影响。
2.4浇注系统的设计
浇口的形式真的接决定着模具的结构,和产品的质量,所以要根据产品的要求选择浇口。电池面壳属于外观件,塑料是ABS,流动性良好,因此适合上翻盖常见的几种浇口形式及特点如下:
侧浇口:侧浇口一般开设在分开型面上,形式结构简单加工容易,但有浇口痕迹存在,且注射压力损失大,对深型腔塑料排气不便,产品后处理需要对浇口余料进行手工修剪。
点浇口:这类浇口会产生较大的剪切热,增加游戏动性,利于真充,去除浇后口残留痕迹小,但模具需要采用三板模的方式,结构复杂成本大大增加。
香蕉型浇口:采用该方案一般浇口潜在产品内部的表面或筋条上,产品顶出后浇口自动断开,不需要人工清理,生产效率较高,但是该浇口形式加工比较复杂,需要采用镶拼的结构。
潜伏浇口:由点浇口演变而来,且不用三板模结构。这类浇口一般潜在顶杆或内表面,但也可以潜在外表面残留痕迹小,产品顶出会自行拉断浇口,从而增加生产效率降低造模成本。
综上所述,才虑到产品生产批量较大,为提高生产效率,避免产品顶出后浇口位置的人工后处理避免模具的结构复杂化降低成本,所以采用潜伏式浇口,查塑料模具设计手册,进胶口直径Φ0.8～1.5mm,角度为45-60°。先用潜浇口的大小为Φ0.8,角度为30°。
2.5冷却系统的设计。
冷却系统是保证整套模具的温度调节,会直接影响产品的质量,和成型周期。则设计原则如下:(1)尽量保证塑件收缩均匀,维持模具的热平衡(2)冷却水孔的数量越多,孔径越大,则对塑件的冷却效果越均匀。(3)尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。(4)浇口处加强冷却。(5)应降低进水与出水的温差。(6)合理选择冷却水道的形式。(7)合理确定冷却水管接头位置。(8)冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。(9)冷却水管进出接头应埋入模板内,以免模具在搬运过程中造成损坏。
2.6顶出系统的设计
顶出系统的设计要求:(1)模具的结构应保证塑件在开模过程中留在公模上,模具顶出机构应尽量设置在公模侧。(2)要保证塑件在脱模过中不变形,这是顶出机构应达到的基本要求。要做到这一点,首先必须正确的分析塑件对模腔的附着力的大小和所在的部位,以便选择合适的脱模方式和脱模位置,使脱模力得以均匀合理的分布。(3)顶出机构应尽量设在塑件不影响制件外观处。(4)顶出机构要工作可靠、运动灵活、制造方便、配换容易。
2.7排气系统的设计
在注射过程中型腔的气体一般由分型面排出,但像这类深腔的产品分型面不能将气体排出,被压缩气体产生高温,会引起塑料局部碳化烧焦,或使塑料产生气泡,或使塑料熔接不良引起强度下降,甚至充模不满。
根据成型塑料材料ABS的特性,该塑料的溢边值为0.04mm,为保证有良好的排气效果,采用全分型面排气的方法,排气槽深度为0.02mm见图。
3、模具的整体结构和工作过程
模具整体结构如图2所示。
模具的工作过程:合模注射时,塑料熔体在注塑机螺杆的作用下,从喷嘴通过流道、浇口充满开腔。开模时,模具从动、定模分模面分开,分开一定距离后由于注塑机顶杆通过螺纹与底部的顶杆固定板相连,带动顶杆和推管对产品进行顶出,直到到达注塑机的设定顶出距离。然后顶杆后退,拉动底部的顶杆固定返回。动定模开始全模,完成整个工作过程。
4、试模效果
为达到较好的表面质量,采用模温机对模具的动、定模温度进行调整,设置动模温度80℃,定模温度为90℃。同时,通过排气槽的设置,对注射时压力、速度、温度和时间的调整,实现对熔接线的调整,达到很好的试模效果。本模具在实际应用过程中,模具动作平稳可靠,顶出可靠,试模效果理想,塑件的品质符合设计的要求。
5、结语
模具设计过程中,应该用PRO/ENGINEER进行了模仁的分模。应该用了AutoCAD工程制图软件,并配合了燕秀工具箱使用了模架结构及标准零件设计。塑料模具CAD技术是一种全新的设计技术,有助于提高产品及模具设计的质量和实现产品的最佳性能。塑料模具CAD的工作主要在于理解注塑过程模拟的分析结果,判读数据并做出合适的变更设计抉择,熟悉CAD技术并有效地应用于模具设计也有赖于设计人员的素质和经验。塑料模具CAD的难点在于建立丰富的材料性能数据库,以及模具零件的标准化。
该模具在分型加开了排气槽使产品不会出产局部碳化烧焦,塑料产生气泡甚至充不满的情况,运水也布满整个型腔,冷速度较快能大大降低生产周期,采用的是潜水口产品顶出时会自动拉断水口,大大增加生产速度,能满足大批量的生产需求。
参考文献
[关键词]聚烯类塑料塑料废弃物油化功过分析
[中图分类号]X705[文献码]B[文章编号]1000-405X（2014）-1-174-1
聚烯类塑料系人工合成材料，自然界并不存在这种有机物，目前还没有发现有效分解它的微生物或酶类。塑料废弃物进入环境，可数十年不降解，造成“白色污染”。白色污染急待解决，而塑料制造仍大量生产和使用。两者之前存在着塑料“功与过”的某一结合点。
1塑料制品的“功与过”
塑料系石化产品。用有限的石油资源制造出更多的产品无疑是石化科技的一大贡献。几乎没有一个部门不直接、间接用到塑料制品。工业、农业、人们日常生活无不用到塑料。
工业生产过程用到塑料设备、产品包装运输，具质轻、节省木材优点。运费也会降低，利于降低生产成本。
农业上用地膜覆盖，质地轻便，价格便宜，在农业上具有非常好的使用价值，能够提高农产品产量、质量，同时也能够更好的促进农业经济的发展，保证人们的生活水平。
商业用来包装商品利于商业流通。便利了商业的发展，能够更好的满足人民的生产生活需求，提升社会经济的发展速度。
诚然塑料制品也有变为难以处理的废弃物的一面。如果不能够对其采取科学的处理措施，最终会影响到整个社会环境的发展。塑料增加了城市固体废弃物重量的体积。经调查、实测知塑料约占城市垃圾的3%-5%。尤其是一些轻便的购物塑料袋，这些“白色垃圾”数量多，而且相对比较轻便，风一吹就会随风乱飘，这样不仅会影响到整个城市的市容，同时还会在城市中造成比较大的污染。最终影响到城市的健康发展。除此之外，这些聚烯类塑料还会对人体造成危害。比如一些食品袋和一次性塑料饭盒，当它们的温度达到65摄氏度以上就会产生一些有害的物质渗透到食物当中，从而会对人们的身体造成伤害。而且当前我国许多一次性的超薄膜塑料袋都是一些小作坊生产的，质量没有保证，生产环境也比较差，许多原材料都不合格，这样会对人体造成更大的伤害。
农用地膜进入土壤，造成典型的“白色污染”。影响土地生产性能。在许多农业的生产过程中都会用到地膜覆盖技术，这样可以缩短作物的生长期限，最终提升农业生产效益。但是由于塑料薄膜的可降解性较差，老化后被遗弃在农田中会导致土壤固结，进而会影响到土壤的肥力，使得农作物质量下降。有的将这些废弃薄膜直接焚烧，不仅给土壤造成不良影响，同时还会影响到当地的空气质量，对当地居民生产生活产生不良后果。
塑料废弃物进入江海湖影响航运、发电、养殖、水利诸多设施的正常运行或进行。一些白色垃圾会散落在江海湖泊中，它们会对水中的动植物产生较大伤害，比如会引起动物消化道疾病等，不利于环境的发展。
塑料制品的使用会带来巨大的经济、社会和环境效益。它是国发经济的“有功之臣”，其它任何材料目前也代替不了塑料材料。塑料废弃物确实给经济、社会和环境带来负面影响。但是负面影响不在塑料自身的理化性质，而在于使用塑料制品的人群。他们不把塑料废弃物视为资源，而视为废物。（1-4）、（1-5）、（1-6）中所列正是人群未正确处置塑料制品才造成的，与塑料难以降解这一物质性无关，要为塑料“正名”。
2白色污染的治理思路
首先要扩大环境意识的内函，不能简单地仅从直接的正负环境效益来认识某事物。要提升人们的环保意识，减少对一次性塑料产品的使用，尽量利用环保购物袋，这样才能够更好的达到环境治理的目的，减少白色污染对环境造成的不良影响。
固体废弃物要分类，使难以收集的塑料废弃物高度集中。在回收固体废弃物时可以对其进行分类，这样可以更好的循环利用废弃物，变废为宝，减少固体垃圾对周围环境的不良影响，同时还可以节省更多的资源，满足生活经济的发展要求。
对白色污染的治理技术要全面权衡利弊。大力发展高新技术，加大对废弃物的利用，研究更多符合社会经济发展的技术，减少白色污染对环境的不良影响。
3关于白色污染的治理
硬质塑料废弃物再生利用。可以通过先进技术对其进行充分炼化，制作出更多的二次塑料产品，满足社会经济发展的需求。减少对石油资源的浪费，最终达到社会经济可持续发展的目标和要求。
聚烯类软质塑料废弃物可通过油化技术转变为柴油。该项技术可以更好的保证聚烯类软质塑料的循环利用，减少这些白色垃圾对城市环境和农村土地的不良影响。同时还能够更好的满足当前我国燃料的应用，保证我国社会经济的可持续发展。但是在发展该项技术时应该要注意对环境的保护，最终达到社会发展目标。
4聚烯类软质塑料废弃物的油化
该类塑料在一定温度与转化剂作用下，可以化为柴油。
经笔者试验，油化率在70%-77%（表1）。
按沸程产品主要柴油和少量汽油和煤油（以下称塑料降解油）当属轻油类。油渣由混杂物、未油化塑料和焦炭组成。气化物由在冷凝温度下不液化的烃类。其值由前两项产品推算出。
5油化行业中存在的困难
柴油转化率还可以再提高，技术上也可行。在工业生产中却难以实现。转化20%油渣中的塑料所用的能耗和时间都用油化新原料，经济效益远大于前者。要发展油化工业非塑料转化油得率越高越好，至少在目前是如此。塑料废弃物高度分散，收集的人工成本费较高。
6塑料转化油的品质
塑料转化油中不含蜡，不含硫S、氮N等元素的杂质。蜡、S、N正是石化产品油中常见的杂质。塑料转化油冬季也无蜡层出现品质高于一般柴油。塑料转化油带有塑料添加剂味，清除成本高昂。
参考文献
关键词：汽车；注塑件；外观缺陷
中图分类号：U466文献标识码：A
随着汽车工业的持续发展和汽车生产制造技术的有效创新，更多高效能和轻质量的产品被应用到汽车生产工业中。塑料零部件在汽车整车上占比越来越高，应用越发广泛。常见的家用轿车中保险杠、散热器格栅、尾灯装饰罩等部件，仪表盘面板、装饰条等内饰件都大量使用了塑料件，发动机舱中引气管、油箱等也逐渐开始使用塑料件。汽车塑料件的成型工艺较为复杂，其中有吹塑工艺、吸塑工艺，还有发泡工艺。在各类塑料件加工工艺中，注塑工艺最为常见，不论是保险杠还是仪表板都是注塑的成品。在注塑件的实际制造过程中，因结构设计不到位、模具不合格或者材料不达标等问题影响，注塑件会出现各类的外观缺陷，这些缺陷的存在直接影响到注塑件的外观效果和质量，甚至会影响后期使用性能，有一定安全隐患。汽车注塑件的外观缺陷问题表现形式多种多样，常见的有填充问题、水丝问题等。展开汽车注塑件外观缺陷分析及工艺优化策略研究具有一定的现实意义与价值。
1.汽车注塑件外观缺陷分析
1.1填充问题
填充不足是指填充物难以填充整个模腔，进而导致后期注塑件质量下降的状态。填充问题也被称之为欠注或者注塑缺胶。注塑过程中因为填充不到位可能会导致汽车注塑件最终报废，成为废品，因此需要引起各方的广泛注意。通常情况下，在注塑品的一些孔等位置容易出现填充不足现象。在模具内部排气不到位情况下，注塑品其他位置也可能出现填充不足问题。造成填充不足的主要原因有4方面：
一是模具结构与实际成品的结构不一致，局部存在浇筑缺陷。
二是注塑中投料不达标，投料的数量和标准不达标，导致填充不到位问题的出现。
三是注塑工艺参数匹配度不高，如注塑温度不达标、注塑压力不稳、注塑速度过慢等，导致注塑不达标。
四是模具流道不合格，模具排气不足，模具的实际温度过低。
另外从注塑设备方面来看，注塑设备的塑化量不足或者加热不到位、螺杆等设备磨损也会造成回料出现充模量不足。热电器、发热器等加热设备或者系统出现故障也容易导致料筒温度降低，进而影响填充效果。注射油缸当中的密封元件如果出现渗漏等问题也容易降低注塑压力，同时射嘴内孔不合规或者角度不当也容易造成阻力过大，进而使注塑制品填充不足。总体上来看，填充不足是很常见的一类注塑件加工问题，而汽车注塑件的品质要求较高，从工艺优化角度出发，对相关工艺加以优化，进而提升注塑件的整体质量成为关键措施。
1.2收缩痕问题
注塑件的收缩痕通常和表面痕迹有一定关系，而且是塑料从模具表面收缩脱离形成的一类注塑问题。收缩痕一般情况下都产生于壁厚突出位置，也常见于突起物区域。在塑料溶体状态下充模流动是造成收缩痕的主要原因。正常情况下，注塑工艺流程为，填充物填充到模具型腔中后，在填充的状态下，表层的溶体容易直接接触到模壁进而形成相应的固化层，中间的部分则处于熔融的一种状态，模具填充工艺完成后，表层开始冷却，而中间层则冷却速度较慢，这个过程如果没有做好压力的保障操作，那么中间层的冷却收缩会直接反映到表层，进而出现收缩痕。产生注塑件收缩痕的原因很多，主要有9类原因：
一是塑料收缩率有所偏大；二是塑料流动性差，补塑及时性不强；三是注塑速度慢，注塑压力较低，冷却时间较短，造成制品表面不平；四是流道不合理，补塑到位率不高；五是作业浇口位置设计不当，无法满足于补塑工艺要求；六是模腔内塑料量不足；七是冷却阶段接触面过热，影响工艺质量；八是模具温度与塑料特性之间不相适应；九是注塑冷却效果不佳，产品产生收缩现象。总体来看，产品设计结构不合理，在产品局部投料较厚的位置或者存有加强筋的部位，其中加强筋过高、过厚，存在明显的薄厚不一致情况，进而也就容易由此产生收缩痕。
图1为收缩痕产生的基本过程。其中，浅色为流体，深色则为固化层。收缩痕的存在一定程度上直接影响着注塑件的品质和质量，使注塑件存有明显的外观缺陷，对于后期注塑件的长期使用造成一定影响。针对注塑件收缩痕问题，有针对性地对工艺加以改造和优化成为必然之举和当务之急。
1.3水丝问题
水丝是注塑件表面的一道很长的针状银白色细纹，开口方向沿着料流方向。在塑件没有完全填满的时候，在模具部分区域流体前段粗糙，这一现象称之为银丝纹。水丝的形成可以基本排除注塑机本身问题、模具问题和成型工艺参数因素问题，造成水丝的实际原因主要是材料中含水量较高，原材料受到高温影响或者碳化物影响产生气体后，气体没有及时得到排除。流体一旦在模具内流动，则流体与模具之间应力加大，温度增高，产生的困气增多，水丝就越发明显。
2.汽车注塑件外观缺陷工艺优化策略
2.1填充不足问题相关工艺优化策略
填充不足的问题较为突出，切实解决填充不足问题是提升注塑件加工效果的关键。有效解决填充不足的实际问题，在排除了注塑机自身问题外，要从注塑工艺本身的参数设置入手，通过有效的参数设置才能提升注塑工艺的整体水平，进而避免填充不足问题的出现。通常情况下，可以采取3方面措施加以应对：
其一是材料选取。一旦在汽车注塑件加工中出现了填充不足情况，应着手进行材料的检测，更换流动性更强的材料，继而满足于生产作业的实际需要，提升填充效果，确保注塑达标。
其二是优化模具。模具设计不到位也容易导致填充不足问题的出现，因此积极解决填充不足问题要从优化闸口开设位置、塑料件壁厚入手，必要时要实行特殊设计，提升模具应用性。同时，要及时有效调整排气道，适当增加排气道，避免模具内温度失控。
其三是注塑工艺的完善。在实际生产作业中，增加射胶容量，控制注塑熔融温度，调整注射速度、控制注射时间等一系列工艺完善措施都能避免注塑件的填充不足等实际问题。
2.2收缩痕问题相关工艺优化策略
收缩痕的出现直接影响汽车注塑件的使用安全性，影响整车外观水平。改善收缩痕的常见措施和方法有以下几点：
一是调整射缸温度，确保温度能够符合加工作业标准。
二是调整螺杆速度进而保持正确的螺杆表面速度。
三是增加注塑量，确保注塑的作用能够达到预期的实际要求。
四是正确投料，注意注塑压力和速度的控制。
五是检查止流阀是否安装正确，避免压力非正常流失。
六是有效降低并控制模具表面温度，确保产品有足够冷却时间。
七是适当改进浇口位置，调整流道部位，避免压力过度损失。
其八是结合实际材料特性及部件结构要求，适当控制模具温度。
其九是适当调整产品结构，优化产品设计。
2.3水丝问题相关工艺优化策略
水丝也是非常常见的一类注塑件加工问题。处理和减少水丝问题可以采取以下几方面措施：
一是降低和减少原材料含水量及水分，进而保证加工质量。
二是增大浇口或调整位置，降低流体剪切速度与剪切应力，适当降低模具温度。
三是有针对性都改良模具排气系统，提升其散热水平。
四是优化注塑工艺。增加注射速度和注射压力，增加塑料熔料的温度和模具温度，增加螺杆背压和保压。
结语
汽车注塑件缺陷问题直接影响着整车外观和使用效能。本次研究围绕汽车注塑件外观缺陷展开，针对填充不足、收缩痕及水丝等实际问题展开分析并结合实际问题产生的原因提出了相应的工艺优化策略，继而使研究的针对性和实效性得到保证，研究成果具有一定的借鉴意义。
参考文献
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关键词:白色污染;问题;对策
中图分类号:02文献标识码:B文章编号:1009-9166(2009)014(c)-0144-01
我国“限塑令”于2008年6月1日起正式实施,即日起所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度,一律不得免费提供塑料购物袋。
一、白色污染的现状:随着我国经济的飞速发展,作为新型材料的塑料制品,因其具有成本低、质轻、防水、便利、生产技术成熟等特点而在全国广泛应用,给人们带来了不少方便,但由于人们对废旧塑料造成的环境污染缺乏足够的认识,将用过的废旧塑料制品随意丢弃,给环境造成了严重危害。我国的城市生活垃圾年产出量达一亿吨,并且正以年增长率10%以上的速度递增,其中塑料垃圾占相当大的比重。从地区范围来看,白色污染也已经变的相当严重。据报道,北京市生活垃圾的3%为废旧塑料包装物,每年总量约为14万吨;上海市生活垃圾的7%为废旧塑料包装物,每年总量约为19万吨。天津市每年废旧塑料包装物也超过10万吨。北京市每年废弃在环境中的塑料袋约23亿个,一次性塑料餐具约2.2亿个,废农膜约675万平方米。总体来说,近年来由于塑料业的快速发展和人们环保意识的淡薄,白色污染越来越严重,已经严重影响到了人们的生活环境。
二、白色污染的危害:(一)塑料制品的难降解性对环境的危害。塑料制品的难降解性是它对环境所造成危害的主要方面,也是白色污染之所以比较难改善的根本原因。由于它本身的特性对环境造成的直接危害主要有以下几个方面:侵略土地过多、污染空气、污染水体、火灾隐患、白色垃圾可能成为有害生物的巢穴,它们能为老鼠、鸟类及蚊蝇提供食物、栖息和繁殖的场所,而其中的残留物也常常是传染疾病的根源。(二)资源利用率低,经济损失很大。据有关部门统计,我国每年因包装废物污染环境造成的直接经济损失就达40多亿元,而因包装废物可以利用但未得到回收利用所造成的资源浪费损失每年高达100亿元之多。在我国生产或销售的包装产品种,每年就有70%左右的包装物是在一次性使用后即被随意抛弃。
三、白色污染的环境经济学分析:(一)外部性影响。假设一个塑料厂的一部分业务是生产一次性用具,而它生产的产品就地卖给当地居民使用。而当地居民由于使用这些一次性塑料,导致了白色垃圾过多,又恰好采用掩埋的方式解决这些垃圾。这种做法恰好伤害到了当地农民,导致当地农民收入下降,直接影响到了很多农民的切身利益。因为塑料厂生产的一次性用具越多,影响的农民就越多,对农民造成的影响也越大。(二)白色污染的负外部性分析。由于现阶段塑料处理技术不高,再加上人们的环保意识比较低,白色污染难免会越来越严重。塑料制造商对于白色污染的现状可能会采取两种措施:一是厂商投入资金、提高技术水平,改变塑料制品本身的特性,使其对环境不再产生危害;二是放任自流,不予理睬,违法经营。受利润最大化动机的支配,为了避免私人成本的增加,生产者一般会采取第二种做法。但是,这种做法将直接导致白色污染情况的加剧,污染加剧会使环境中的其他人受到伤害,增加了额外的社会损失,导致社会成本的提高。由于生产厂商自私的选择,节省了私人成本,而导致社会和环境或者其他人付出了额外的社会成本,也就是说私人成本社会化。这种做法甚至导致引起的额外的社会成本远远大于私人成本,这种做法,严重违背了帕累托最优标准。四、解决白色污染的对策(一)管制手段的实施。管制手段主要是指直接对其进行的一种金钱或者制度上的限制。具有一定的强制性,只要能够不打折扣的实施,效果明显。1.颁布法令禁止使用一次性难降解的塑料包装物。禁止可以采用罚款方式。最好的办法就是制定一套严格的法令,明文规定不可使用一次性难降解塑料包装物。现在国内已经有很多地方采取这类措施,像杭州人大常委会通过的《杭州市市容环境卫生管理条例》等。2.颁布法令强制回收利用。清洁的废旧塑料包装物可以重复使用,或重新用于造粒、炼油、制漆、作建筑材料等。回收利用符合固体废物处理的“减量化、资源化、无害化”的通用原则。回收利用不仅可以避免“视觉污染”,而且可以解决“潜在危害”,缓解资源压力,减轻城市生活垃圾处置负荷,节约土地,并可取得一定的经济效益。这是一个标本兼治的好办法。(二)征税和补贴。白色污染另一个好的解决办法是对生产厂商征税(或补贴)。从社会角度看,污染控制的目标是要达到能使社会收益最大化的控制水平,这也就是开发高新技术来防治污染的费用等于污染损失成本的地方。如果厂商选择不予理睬的措施的话,政府可以考虑采取征税(或补贴)的办法。1.建立环境消费税制度。白色污染有全民化的特点,以排污费制度或其他行政制度管理不易、低效。针对此情此景,国家税务总局有关领导指出,只要每个一次性塑料袋加二分钱,一次性塑料袋的销售量就会减少80%。现行税法规定,消费税是对特定的消费品和消费行为征收的一种税。白色污染等生活污染问题主要由消费不当、过度引起,要减少白色污染,促成绿色消费、有度消费,消费税就是现成的法宝。2.建立科技补贴制度。针对一些自愿增加私人成本进行科技水平创新的厂商,国家可以考虑适当的给予一些科技补贴,以刺激厂商的积极性和主动性。但是科技补贴不可盲目,一定要谨记实现社会最优的大前提。(三)提高环保意识。政府应该多播放一些环保和禁止用一次性包装物的公益广告。只有人们的环保意识提高了,上面的手段和措施实施起来才能事半功倍达到预期的效果。
结语:实行“限塑令”之后,我国的白色污染状况有所改善,但是由于一些技术或者执行中的一些问题,白色污染并没有想象中改善的好,所以,如何真正的解决白色污染问题,达到社会最优,还需要各方面的努力。
作者单位:北京林业大学农林经济管理专业
参考文献:
[关键词]塑料垃圾；影响；治理方式
一、塑料垃圾对生态系统和社会经济的影响
塑料污染给更大范围的生态系统产品和功能带来的潜在影响，已经越来越受到人们的关注。比较典型的海洋垃圾类型有：大型废旧渔具，瓶子、塑料袋和其他消费性产品。然而，通过拖网捕捞方式收集的海洋垃圾中大部分是细小颗粒或微型塑料。这些微小颗粒可以携带大量污染物质，且包含着多种潜在的毒性化学物质，这种物质就可以通过海洋垃圾而进入海底环境，对海洋生物存在有害影响。
渔业、交通业、旅游业、政府和地方团体的经济和财政都会受到海洋垃圾的不利影响。据报道，APEC地区每年由于海洋垃圾给渔业、船舶运输业和旅游业带来1.265亿美元的损失。最近一项报告也显示，苏格兰渔业每年因此损失16亿美元，相当于整个渔业收入的5%。水产养殖业也受到影响。
海洋垃圾也是航海业的主要危险源，在海岸船舶救助活动中不断攀升的救助实例说明，垃圾足能够威胁螺旋桨正常运转。更深一步的考虑是，海洋垃圾会带来美学价值的破坏。垃圾会影响公众对环境的感知力，结果导致旅游业收入下降。
二、如何解决塑料垃圾问题：循环经济的范式
一提到海洋中垃圾问题时，一个重要的挑战就是如何扩大管理措施的范围而不仅限于改变废物管理实践。目前占主导地位的是“末端处置”，而不是预防为主。每个区域采用的常用做法都有所不同，但基本都包括对倾倒垃圾行为的教育，完善海岸垃圾罐条款的“3R”环节，港口设置船源垃圾回收设施，以及频繁的海岸和海洋清理活动。塑料企业比较支持这种“抛弃型”消费方式，教育和循环法可以作为一个解决方法。但是这些方法还是适合于那些具有经济资源、经济规模更加易于实施高成本计划的发达国家。鉴于塑料废物总量在全球和区域都在持续增长，那么很明显，一种范式的转变在解决这类全球问题时变得越来越紧迫。
从“生命周期循环”的角度来看，从生产到单纯短期使用阶段，再到废物处置的资源使用这样一个轨迹，是废物积聚的一个最根本原因。因此，尽管塑料具备耐用性、应用广泛性等有限，一项最近的对工业上使用的不同种类物质进行的“生命周期”分析中指出，塑料与其他化石燃料和生物物质一样，会引发严重的环境问题。
在垃圾来源问题上，应该认识到海洋垃圾不仅仅是一个废物管理问题，这很重要。如此来看，通过一个完整的生命周期方法来解决海洋塑料垃圾问题是探索“绿色经济”内涵的潜在根据之一，该方法会促进单位经济产量所用资源最少，降低资源和不以增长为目的的经济活动对环境的影响。运用到塑料上，这就意味着促进经济结构的改变，降低塑料的消费，增加“环境友好型”物质的生产，提高再循环再利用率，促进选择新技术新产品，创造一个条件供给的环境，如能力建设，新法律和标准的实施等。这些收益只有在与企业的合作中才能感受到。
通过合作，可以帮助认识塑料产品的优点，比如包括那些与减少环境影响相关的合作。同时，减少海洋垃圾中塑料的数量问题也是挑战之一。在解决塑料垃圾问题上，同时关注两个方面：一是关注直接原因，如乱扔垃圾、不适当的废物管理；二是终极原因，这一原因所生产或交易的物质类型和数量关系更为密切。特别是在把物质仅做单一使用，短时使用的情况下，能够产生长远的可持续的环境影响。例如，塑料在发达国家经常被设计用来单独使用，而很少考虑垃圾对海洋生态系统和海岸旅游业会带来的影响。这种影响会给欠发达国家和地区带来不同的结果，因为他们缺少废物一体化管理的资金和基础设施。在产品的设计阶段，就应该考虑到物质从生产到废弃的可持续性，而不是在该产品已经报废的时候才考虑。因此，产品从设计生产到废弃的整个过程中，对材料的“减少、再利用和再循环”不能仅仅体现可持续性，还要直接减少需要处置废物的总量，以此来减少该废物成为海洋垃圾的可能。
三、区域层面下的垃圾循环利用
从联合国区域海洋报告的说明中明显可以看出，海洋垃圾问题以区域为基础发生变化。同样，解决方法也应因区域而定。
一个比较恰当的切入点应该是，确定关于海洋垃圾具体类型（如消费废物、工业废物和包装）。确定依据很重要，来自于与垃圾相关的供应环节的所有步骤：比如它们在哪里？有多少？什么目的？如何达到首要目的？使用期限和用尽后地方会如何处置等。这种努力应该基于对易受影响地区观念和优先事项问题的考虑。接下来就是把供应环节的所有主要参与人召集到一起，组织一次有说服力的对话交流，旨在确定减少垃圾聚集的方法。这是一个“少生产废物”的办法，成为废物的物质需求减少，或利用更好地处置废物的方法来防止积聚。之后再通过执行一系列政策，如公共意识，发展激励机制和法规，来促进及时、长期的措施实施。最后，通过监测海洋垃圾范围的变化和个体执行政策和行动计划的有效性评价，来衡量成功与否。
由于垃圾存在于国家管辖权以外的公海区域，很难追溯起供应源头，因而在这种情况下，我们需要首先来关注“末端管理”方法，如开展清理垃圾，同时进行教育活动，这些比较现实可行的做法。长远来看，区域内近海水域垃圾输入量的减少也可以降低垃圾进入公海的总量。由于抽样数据正在不断表明，来自不同海岸的物质是如何在海洋适当位置形成垃圾的，那么“区域方法”为确定行动的优先权和问题的解决提供了一个有用的框架。
本文由（海洋垃圾污染之国际治理的范式转变）项目资助，项目编号（HXS20141153）
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船体材料
美国人大卫・罗斯柴尔德和他的“生态探险”队在几年前提出来一个构想：用1.2万余PET（全名：聚对苯二甲酸乙二醇酯）可口可乐塑料瓶建造一艘长达18m的双体船（“普拉斯提基”号）。洛杉矶的“智高一筹”环保科技公司的工程师负责利用强化PET材料生产整个船身骨架。该船自2010年3月20日完工并顺利驶离港口，整个航程的最新消息如图片、船员的书信等也同步公布在网上。
纺织品面料
全世界许多公司都在利用废旧塑料生产纺织品，从套衫到钱包都采用了循环回收和降级回收的技术。美国福斯公司原为一家为食品、农业、化学和药品行业提供分析设备的公司。目前，他们却发觉回收的废旧塑料大有可为，原因是塑料中可提取生产纺织品所需的聚酯纤维和织物。历经反复试验和开发，他们生产出优质的聚酯纤维，这种纤维由100%的可回收再利用的PET材料加工而成。
服装业
服装业是面料市场的一个重要分支。事实上，你身穿的绒衫内衣有可能是由可回收利用的塑料加工而成。从1993起，巴塔哥尼亚服装公司就开始把废旧塑料瓶、浴帘等回收加工成类似羊毛的纤维，然后再开发类似于涤纶弹丝和运动短裤。同时，巴塔哥尼亚还对本公司的再生材料服装进行降解回收。若把你的巴塔哥尼亚牌防风上衣寄回生产厂家的话，它就会被回收加工成聚酯切片，这些聚酯切片再经熔和纺工艺制成生产新服装所需的丝纤维，然后再纺织开发出新型纺织品。
手提包
目前，利用废旧塑料生产的另一种代表性纺织品是手提包。一家名为特拉循环的公司将各种包装纸，如饮品包装纸、能量棒包装纸、酸奶杯、饼干袋、薯条袋等等回收加工成消费者支付能力范围内的高质产品。这些产品从手提包、钱包到浴帘、风筝等，种类多样。
建筑材料
英国爱普拉斯公司更是奇招迭出，他们利用废旧塑料瓶开发出可持续发展高效的环境友好型街边座椅和塑料板。这些产品百分之百的是回收再生品的并且还可回收，用来制造“凉爽地球”太阳能收集器。该公司开发的聚光光伏技术与通常的CPV系统大相径庭。传统方法是通过加工金属或玻璃来制造CPV系统中所需的透镜，造价昂贵；但爱普拉斯公司的工程师采用拉伸金属化塑料薄片技术，制造出效率极高的透镜。由这种透镜生产的太阳能收集器重量轻、价格低。这种与塑料袋回收获得同样结果的材料可通过下降性循环回收，加工成建筑保温隔热材料。
一般来说，并没有不好的材料，只有在特定的领域使用了错误的材料。因此，设计者必须要彻底了解各种可供选择的材料的性能，并仔细测试这些材料，研究其与各种因素对成型加工制品性能的影响。本文只就传统的热塑性材料进行分析以说明问题。在注射成型中最常用的是热塑性塑料。它又可分为无定型塑料和半结晶性塑料。这两类材料在分子结构和受结晶化影响的性能上有明显不同。一般来说，半结晶性热塑性塑料主要用于机械强度高的部件，而无定型热塑性塑料由于不易弯曲，则常被应用于外壳。这是材料选用的大框，其次，还要根据填料和增强材料继续选择。
（一）根据填料和增强材料进行选择的分析
热塑性塑料可分为未增强、玻璃纤维增强、矿物及玻璃体填充等种类产品。玻璃纤维主要用于增加强度、坚固度和提高应用温度；矿物和玻纤则具较低的增强效果，主要用于减少翘曲。玻璃纤维会影响到成型加工，尤其会对部件产生收缩和翘曲性。所以，玻璃纤维增强材料不能被未增强热塑性塑料或低含量增强材料来替代，而不会有尺寸改变。玻璃纤维的取向由流动方向决定，这将引起部件机械强度的变化。试验（从注射成型片的横向和纵向截取了10个测试条，并在同一个拉力测试仪上对它们的机械性能进行了比较）表明，对添加了30％玻璃纤维增强的热塑性聚酯树脂，其横向的拉伸强度比纵向（流动方向）低了32％，挠曲模量和冲击强度分别减少了43％和53％。
在综合考虑安全因素的强度计算中，应注意到这些损失。
在一些热塑性塑料中加入了一系列增强材料、填料和改性剂来改变它们的性质。由这些添加剂产生的性能变化必须认真地从手册或数据库中查阅，更好的是听取原材料制造厂家的专家的技术建议。以选用最为合适的材料。
（二）考虑湿度对材料性能影响
一些热塑性材料，特别是PA6和PA66，吸湿性很强。这可能会对它们的机械性能和尺寸稳定性产生较大的影响。在进行设计时，应特别注意这种性能，考虑其对产品性能的影响。
模具材料的选用取决于制品材料，细致分析制品材料后，才能在模具设计时选用最为合适的模具材料。
（三）塑料制品模具材料选用
细致分析塑料制品使用的材料后，选取最为合适的模具材料。目前我国市场常见的、适合热缩性材料的模具材料有：非合金型塑料模具钢（即碳素钢）、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、耐腐蚀型塑料模具钢几种。在模具材料选取时，根据制品材料是否改性和增加填充剂，添加何种添加剂来选取适合的模具材料。例如：制作形状复杂的大、中型精密塑料制品时，其模具材料可选用预硬型塑料模具钢；制造复杂、精密且生产时间较长，需要高寿命模具时刻采用时效硬化型塑料模具钢。具体选用时主要还是要针对塑料制品的材料和模具预计使用情况选取。适宜的材料加上合理的设计将极大的提高模具使用周期，同时也可以提高产品质量。
二、壁厚及相关注意事项对产品性能的影响
在工程塑料零件的设计中，还有一些设计要点要经常考虑，其中对于壁厚的设计尤为重要，壁厚设计的合理与否对产品影响极大，改变一个零件的壁厚，对以下主要性能将有显著影响：零件重量、在模塑中可得到的流动长度、零件的生产周期、模塑零件的刚性、公差、零件质量，如表面光洁度、翘曲和空隙等。
（一）塑料模具设计工艺中的基础要求
在设计的最初阶段，有必要考虑一下所用材料是否可以得到所要求。流程与壁厚比率对注塑工艺中模腔填充有很大影响。如果在注塑工艺中，要得到流程长、而薄，则聚合物应具有相当的低熔融粘度（易于流动熔解）是非常必要的。为了深入了解聚合物熔化时的流动性能，可以使用一种特殊的模具来测定流程。
增加壁厚不仅决定了机械性能，还将决定成品的质量。在塑料零件的设计中，很重要的一点是尽量使均匀。同一种零件壁厚不同可引起零件的不同收缩性，根据零件刚性不同，这将导致严重的翘曲和尺寸精度问题。为取得均匀的，模制品的厚壁部分应设置模心。此举可防止形成空隙，并减少内部压力，从而使扭曲变形减至最小。零件中形成的空隙和微孔，将使横截面变窄，内应力升高，有时还存在切口效应，从而大大降低其机械性能。不同壁厚塑料制品的模具设计时，模腔的要求也不同，根据制品的要求，设计模具的模腔及脱模斜度，斜度要与塑胶制品在成型的分模或分模面相适应；是否会影响外观和壁厚尺寸的精度。
（二）热塑性塑料设计中的指标分析
热塑性塑料一般具有高的延展性和弹性，不需要像具有高刚性、低延展性和低弹性的金属一样指定严格的范围。设计者在决定热塑性塑料模具制品的成本方面起了关键作用，合理且不影响产品性能的、缩小公差，较少成本是可以实现的。一般商业上可接受的产品与标准尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但这还需要与应用时的具体要求相结合来判断。精确的模具可以有效的缩小制品公差，从而降低制品成本。因此，模具精密度对制品生产厂家具有重要意义。
三、塑料模具设计时对收缩值的考虑
为了不对塑料部件制定过分严格的范围，必须要注意一些影响塑料制品尺寸准确性的因素。模具制造的标准必须严格遵守，同时要特别注意脱模斜度的重要性，因为它决定了脱模容易与否及防翘曲性能。
还有一个与产品设计相关的重要问题是，当成型品是由不同材料或不同壁厚制成时，其模后收缩值与方向和厚度相关如果复杂的成型对加工的要求非常严格，必须要获得模具原型有关收缩值和翘曲行为的准确数据玻璃增强材料的这一性质最为明显。玻璃纤维的取向性可在水平方向和垂直方向产生具有显著性差异的收缩，从而导致尺寸不准确。塑料制品的几何形状对收缩也有影响，进而影响到产品的性能，这也是设计者值得关注的一点。因此在此类制品模具设计时要注意制品脱模收缩后的尺寸是否为产品要求尺寸，否则因制品模后收缩值的影响，极有可能导致产品尺寸不符合标准。
结论：
与产品模后性能相关问题还有许多，设计人员可以参考手册进行设计。总之，在塑料制品模具设计时要充分考虑可能影响制品尺寸、性能、外观等多方面因素，综合利弊，选用适合的材料，合理的设计，才能保证产品的性能。
论文关键词:塑料模具设计；材料；选用
论文摘要:随着塑料工业的飞速发展及塑料制品在各个领域的推广应用，产品对模具的要求也越来越高。同时也对专业设计人员的经验提出了更高的要求，在塑料制品模具设计时制品材料的选择是决定产品性能的重要因素。还有制品壁厚等问题是辅助设计软件所不能解决的，要需要专业设计人员长时间经验的积累才能做好的。因此本文就塑料制品模具设计中若干重要问题做以简要的讨论。
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塑料袋“糟糕”，是因为它大多是用不可降解和再生的材料生产的，处理这些白色垃圾很多时候都只能挖土填埋或高温焚烧。据科学家测试，塑料袋埋在地里需要200年以上才能腐烂，并且严重污染土壤；而焚烧所产生的有害烟尘和有毒气体，同样会对大气环境造成污染。
联合国教科文组织有个形象的比喻，说如果把人们每年使用的塑料袋覆盖在地球表面，足以使地球穿上好几件“白色外衣”。一时间，“远离塑料袋”“拒用塑料袋”“禁用塑料袋”的呼声一浪高过一浪。事实上，要在短时间内完全禁止使用塑料袋是不现实的。积极的态度是依靠科技进步，即采用回收利用和降解相结合的办法去解决。工业包装膜、商品包装袋（膜）用后较干净，应作为主要回收利用对象，分类收集再生利用，这在国内外都已有许多成功经验。而对于那些量大、分散、脏乱、难于收集或再生利用、经济效益甚微的一次性塑料包装袋，则应该使用可降解塑料生产。
然而环保意识不是一夜之间就能树立的。一方面，塑料袋像臭豆腐一样闻起来“臭”，吃起来“香”，因为它的确有它的便利之处；另一方面，许多消费者认为，塑料袋是免费赠送的，不花钱的东西不用白不用。针对这种情况，1989年7月起，美国近半数的州实施了《塑料袋禁用法》，禁止所有不能分解和还原处理的食品塑料包装袋上市。印度马哈拉施特拉邦禁用厚度不到20微米的塑料袋，并控制生产这种塑料袋的原料。意大利则实行《塑料袋课税法》。
这些法律的推行，起到了很好的效果。以爱尔兰为例，自从征收塑料袋税之后，全国塑料袋的使用量降低了90％。与此同时，各国都加强了对可降解塑料包装材料的研制，并加大了开发塑料回收利用技术的力度。舒施尼那项“最糟糕的发明”将以一种全新的形式继续为人类造福。
思考：
1．塑料袋被评20世纪人类“最糟糕的发明”，不属于其根本原因的一项是（
）
A．发明了塑料袋以后，商店、菜场都备有免费的塑料袋，使用过于普及。
B．塑料袋大多是用不可降解和再生的材料生产的，造成的白色垃圾难以处理。
C．处理塑料袋造成的白色垃圾，一般只能挖土填埋或高温焚烧，但挖土填埋污染土壤，高温焚烧污染大气环境。
D．奥地利人马克斯·舒施尼发明的塑料袋，虽轻便结实，但造成了环境污染。
2．对待这项“最糟糕的发明”的积极态度，不符合原文意思的一项是（
）
A．控制使用量，加大开发塑料回收利用技术的力度。
B．禁止所有不能分解和还原处理的食品塑料包装袋上市，控制生产这种塑料袋的原料。
C．加强宣传，树立环保意识，完全禁止使用塑料袋。
D．依靠科技进步，加强对可降解塑料袋包装材料的研制。
3．根据文章所提供的信息，下列分析最合理的一项是（
）
A．随着科技进步，不久，可降解的塑料将完全取代所有不能分解和还原处理的塑料。
B．随着人们环保意识的增强，越来越多的人就会意识到塑料袋对环境的影响，自觉“远离塑料袋”“拒用塑料袋”“禁用塑料袋”。
C．在研制出可降解塑料包装材料的同时，加大开发塑料回收利用技术的力度，塑料袋将继续为人类造福。
D．有些国家利用法律来治理白色污染，已有许多成功经验，这一做法在世界各国将会普遍推行。
【链接】
可降解塑料
如今世界塑料年总产量已超过1．7亿吨，用途渗透到国民经济和人们生活的各个领域。然而，随着塑料产量不断增长和用途不断扩大，其废弃物也日益增多。由于塑料在自然环境中难以降解、腐烂，严重污染了环境。在这种背景下，各种可降解塑料应运而生。
就目前来说，可降解塑料有四大类：
1．光降解塑料——在塑料中掺入光敏剂，在光照下使塑料逐渐分解掉。它属于较早的一代降解塑料，其缺点是降解时间因光照和气候变化难以预测，因而无法控制降解时间。
2．生物降解塑料——指在自然界微生物（如细菌、霉菌和藻类）的作用下，可完全分解为低分子化合物的塑料。其特点是贮存、运输方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，不但可以用于农用地膜、包装袋，而且可广泛用于医药领域。
关键词：塑料；防渗；防冻胀；排水；农田灌溉
中图分类号：S27文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）04-0151-06
ApplicationResearchProgressofPlasticsin
FarmlandIrrigationandDrainage
LiSha1，GaoYunhua1，ZhengHonggang1，2，ChenYing1
（1.CollegeofHydraulicEngineering，YunnanAgriculturalUniversity，Kunming650201，China；
2.EngineeringResearchCenterofScienceandTechnologyofLandandResources，
YunnanAgriculturalUniversity，Kunming650201，China）
AbstractFortheadvantagesofgoodprocessingproperty，qualitativelight，greatspecificstrength，goodchemicalstabilityandperformancedesignability，plasticiswidelyusedinbuilding，automobile，agricultureandotherfieldssinceinvention.Withthedevelopmentofdomesticplasticsindustry，moreandmoreplasticareusedinagriculture.Theapplicationofplasticinanti-frostbiteswelling，seepagecontrol，drainageinfarmlandirrigationanddrainagewererefinedandsummarized，anditsprospectwasalsogiveninthispapertoprovidereferencesforitsapplicationresearchinirrigationanddrainage.
KeywordsPlastic；Seepagecontrol；Anti-frostbiteswelling；Drainage；Farmlandirrigation
20世o初，人类历史上第一个合成树脂――酚醛树脂在美国诞生并实现工业化生产，拉开了合成树脂和塑料工业发展的序幕。自此，塑料以其加工特性好、质轻、比强度大、化学稳定性好、性能设计性好等优点被广泛应用于建筑、汽车、农业等各个领域。1900年全球塑料的产量和消费量仅2万吨，1995年超过1亿吨，2013年达到2.99亿吨[1]。我国每年塑料制品总产量的20%为塑料薄膜，其中农用塑料薄膜约占30%。据农业部统计，每年需要设施农业塑料制品约300万吨。随着塑料产量的增加，塑料在农业方面应用得越来越多。
我国是一个贫水大国，每年的农业灌溉用水约占用水总量的70%，但灌溉水利用率仅为40%左右[2]，因此，做好农业节水灌溉将会在一定程度上缓解我国的用水紧张。由于渠道输水是灌溉用水的主要运输方式，因此输水渠道质量的好坏将影响灌溉水利用率及用量。农田水量过多将导致涝渍碱灾害，从而造成农作物低产，制约农业生产的发展[3]，因此，农田需要设置排水措施，目前除涝排水的主要方式是渠道排水。因此，渠道的质量还影响农业生产。无论是土渠、浆砌石渠道还是混凝土渠道，都需要进行防渗等处理，而塑料作为一种新型材料在渠道防渗处理等方面发挥着越来越重要的作用。鉴于塑料在输水渠道上的广泛应用，本文对塑料在渠道防渗、防冻胀和排水三个方面的应用研究进展进行综述。
1塑料防渗应用的研究进展
目前，我国干、支渠道防渗长度为55.11万千米，仅占全国渠道总长的18%，80%以上的渠道没有采取防渗措施。渠系水利用系数平均不到0.5，50%以上的水在渠道输水过程中损失。每年由灌溉渠道损失的水量高达1734.62亿立方米，约占全国总用水量的1/3，约为农业用水量的45%，灌溉用水损失十分严重。渠道防渗工程措施，可有效减少渗漏损失70%～90%；降低渠道周围土地的地下水位，减轻土壤盐碱化；节约的水还可增加灌溉面积。因此，渠道防渗措施的应用意义重大，应在全国进行推广[4，5]。现行防渗措施主要有土料夯实、土料护面防渗、砌石防渗、混凝土衬砌防渗、沥青材料防渗、塑料薄膜防渗[6]。早在1949年，美国有关部门已经开始在蓄水池和渠道上进行塑料薄膜防渗实验。20世纪60年代初，我国在北京市东北旺农场南干渠上也开始了塑料薄膜防渗的实验研究，20年后仍保持良好的防渗作用。实践证明，塑料薄膜防渗使用寿命在20年以上，估算可达30～50年，投资仅为混凝土衬砌的1/6～1/10[7]。随着国内塑料工业的发展，应用塑料薄膜防渗的渠道逐渐增多，部分渠道的施工时间及运行效果见表1。
关于塑料薄膜防渗的研究较多。李长山总结了一种用于井灌、提水灌区提高水稻产量、节水的方法――封闭式塑料膜衬输水渠道，该输水渠道能提高渠道水温1℃，每天可减少抽水时间1～2小时[15]。孟宪魁等在白龙水电站引水渠道上使用聚乙烯复合膜进行防渗处理，防渗效果显著[16]。杨自东总结了在益民灌区支渠改建工程中使用塑料薄膜防渗的设计和施工经验并提出建议[17]。李玉柱等根据焉耆县、博湖县两重盐碱区使用塑料薄膜防渗的结果，表明塑料薄膜防渗在节水、降低地下水位、减轻排水渠压力方面有良好效果[18]。田良武等根据多年实践经验制订出《塑料薄膜防渗渠道设计施工细则》[19]。周霖分析了影响塑膜渠道保护层稳定性的主要因素，得到稳定系数分别与土壤的C、φ值、塑膜倾角、渠高和保护层厚度的关系[20]。王俊发等通过土体极限平衡状态提出了防渗铺膜临界角的概念，建立了铺膜临界角的数学模型[21]。袁新明在满足一定水力、稳定、运行管理条件下，以造价最低为目标，对塑料薄膜防渗渠道横断面进行了优化[22]。王俊发等以渠道的流量和工程施工为条件，工程花费最小为目标函数，建立了塑料薄膜防渗梯形渠道的优化数学模型[23]。Giroud提出了土工膜应力应变曲线的数学模型，有利于土工膜的设计应用程序的开发[24]。Ghosh通过预设径向应变测试了复合土工膜的抗刺穿性能[25]。Villard等通过实验和有限元法对合成土工膜在大变形条件下的线性系统进行了分析[26]。Wesseloo等在拉力试验的基础上建立了关于高密度聚乙烯的应力应变数学模型，为土工膜的结构设计提供了理论支撑[27]。Jones等通过直接剪切实验和环剪切实验研究了土工膜界面剪切强度，为土工膜界面的稳定性设计提供了参考[28]。
塑料薄膜防渗具有防渗效果好、适应变形能力强、工程造价低、便于施工等优点，但在实际应用中需注意以下几个问题：①塑料薄膜埋铺形式。塑料薄膜的埋铺形式可影渠道埋藏深度（保护层厚度）、渠道挖填土方工程量、边坡系数和塑料薄膜用量。因此，选择合理的埋铺形式十分重要。埋铺形式主要有梯形、矩形、锯齿形、复式梯形和弧形等。②保护层厚度。决定保护层厚度的因素主要有土质、流速、埋铺形式、边坡高度和冰冻深度等。一般厚度越大，渠坡越稳定，越能避免植物穿透薄膜和增加薄膜使用寿命，但会增加渠道挖填方量和施工期，使工程不经济。③渠坡保护层的稳定性。使用塑料薄膜防渗的渠道多由于土体沿塑膜表面坍滑而破坏，因此渠坡保护层的稳定性关系到渠道的安全和挖填方量的多少。④塑料薄膜的选择。针对渠道的情况选择不同品种、颜色、厚度等。塑料薄膜主要品种有聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜等；颜色一般选择棕、黑等深色，因为深色透光差，能抑制薄膜下植物生长，减少植物穿透薄膜；采用较厚的薄膜可以增加耐久性但会提高工程造价。
随着国内外对塑料薄膜防渗研究的广泛开展，塑料薄膜防渗施工工艺有所改进，生产技术有所提高，塑料薄膜防渗施工要求高、耐久性差等问题逐渐被克服，在农田灌溉排水中应用得越来越多。
2塑料防冻胀应用的研究进展
渠道冻胀破坏及其防治是北方季节性冻土地区渠道设计中的一个重要问题。北方寒冷地区，由于渠床土壤水分冻结使土体膨胀，从而使衬砌渠道的防渗体受到冻胀破坏，如混凝土衬砌渠道，当土壤水冻胀带来的拉应力大于混凝土板的抗拉强度时，将使混凝土板产生裂缝[29]，导致渠道输水时水量损失，因此，对渠道采取防冻胀的措施十分必要。目前，常用的措施有沙砾垫层置换基土、采用高效防渗措施、提高填方渠道质量、铺设保温层、采用新型断面结构形式、采用新型防渗材料等[30，31]。其中，铺设保温层主要采用聚苯乙烯保温板。现将使用聚苯乙烯保温板进行防冻胀的渠道总结如表2。
基于渠道防冻胀的必要性，相关学者做了大量研究[38-43]。在聚苯乙烯保温板方面，杨育红等根据保温板铺设厚度和防冻胀目的给出保温板导热系数性能指标数值的参考值，为工程使用保温板的质量控制提供有效保障[38]；张军等研究了苯板与垫层材料之间的摩擦角的测定方法，发现非散粒体材料摩擦角测定仪能直接测出摩擦角且便于操作、适用性强[39]；安鹏等基于热阻等效原理给出了苯板部分保温法的计算方法，相较于全保温法降低了19%的工程造价[40]；张彦蕊利用ADINA瞬态温度模式加载温度模拟渠道冻胀过程，研究均布铺设苯板和铺设变厚度苯板状态下渠道温度场的规律，表明铺设变厚度苯板不仅与均布铺设苯板的防冻胀效果一样，还节省材料而降低工程造价[41]；郭婧运用ANSYS软件对铺设不同厚度保温板的衬砌渠道进行热、应力瞬态直接耦合分析，得到渠道不同坡段部位保温板的合理经济厚度[42]。
除了常用的聚苯乙烯保温板，也有其它类型的保温板，如何武全等研究了填充玉米秆碎粉的复合型聚氨酯泡沫保温塑料板[43]；邓昌军在和静县北干渠、程玉辉等在哈达山输水干渠中使用聚氨脂保温板进行防冻胀[44，45]。由于聚苯乙烯保温板具有质轻、不吸水、导热系数低、抗压缩性强、使用寿命长等一系列优点，使得它在渠道防冻胀中应用得越来越广。但使用聚苯乙烯保温板需要考虑以下问题：①苯板厚度。合适的厚度关系到防冻胀效果和工程造价，厚度小影响防冻胀的效果，厚度大则工程造价过高，选择厚度时可考虑部分保温法或变厚度苯板。②苯板上下垫层的施工。由于苯板质地轻，表面抗压强度低，若其上下垫层平整度不够将架空苯板，使苯板损坏破裂影响保温效果。③降低地下水位。在地下水位较高的地区使用苯板时，扬压力较大，易造成衬砌层破坏。
3塑料在渠道排水中应用的研究进展
渠道需要进行排水设计降低地下水位，主要有三个原因：第一，地下水位过高会影响渠坡稳定性；第二，地下水位过高会使渠道周围土地盐碱化；第三，地下水的存在是渠道发生冻胀破坏的条件之一。因此，在渠道的修建过程中需要根据实际情况考虑排水。目前常用的排水方式有暗管排水、明沟排水和竖井排水三种[43-46]，其中，暗管排水以占地面积较少、便于机械化作业等优点使用较多。渠道排水的方式多种多样，现将部分渠道排水的情况总结如表3。
渠道排水是整个设计中重要的一环，塑料排水板作为渠道排水的新方法也有相关学者做了研究。周卫东等在热熔整体式塑料排水板的基础上进行技术创新，不但提高了排水板的性能还降低了造价[53]；王婧等对不同排水板的芯板及滤膜进行物理力学性能试验，得到排水板的通水性能由小到大依次为常规分离式、防淤堵分离式、防淤堵整体式、常规整体式[54]；俞炯奇等对工作2年后的塑料排水板进行检测并与施工前的性能对比，结果表明塑料排水板基本无磨损，滤膜的渗透系数在施工前后量级一致[55]；杨明昌统计和分析了6年塑料排水板的检测资料发现塑料排水板型式越来越多，所采用的材料与制作工艺也越来越好[56]；蒋小鹏等发明一种新型塑料排水板施工装置，其插板头结构简单，施工操作简单，能提高施工效率，节约成本[57]；郑伟发明一种塑料排水板的连接构件，改善了现有塑料排水板与抽真空管道连接方式费时费力，效率低下的问题[58]；邱晨辰等发明了一种新型导电塑料排水板，其基板两侧能滤掉土颗粒，避免土体结构破坏产生横向裂缝，并且排水量有所增加[59]；张禹发明了一种降解加筋塑料排水板，此塑料排水板能减少其对环境的污染[60]；Park等发明了一种具有X形核的塑料排水板的排水系统，它能抵抗周围的侧压力和排水渠道的堵塞[61]。
随着塑料排水板在软土地基中的成功应用，例如沈大高速公路改扩建工程[62]、杭甬高速公路[63]、哈尔滨环城高速公路软土路基[64]等，塑料排水板以排水效果好、具有一定的强度和延伸率、施工速度快、工程费用低等优点也开始在渠道中应用。例如南水北调中线陶岔至鲁山段、南水北调中线荥阳段。无论是使用较多的暗管排水还是新型的排水方式――塑料排水板其主要材料都是塑料，可见塑料在渠道排水中也占用一席之地。
4展望
农业用水约占全国总用水量的63%，其中灌溉用水又占农业用水的90%左右，所以渠道渗漏会导致每年损失大量的水。塑料工业的发展使得塑料这种能防渗、防冻胀、排水又经济的新型材料得以在渠道中应用。塑料的应用降低了渠道防渗的造价，为全国渠道大规模防渗提供可能。虽然我国在塑料薄膜防渗方面取得一定成绩，但其应用基本上都是在北方寒冷地区，南方还很少；目前塑料保温板的种类较少，主要为聚苯乙烯保温板；塑料排水板在软土地基中用得很多，排水效果很好，但在渠道中应用很少；塑料优点众多，可以尝试直接生产塑料渠道。因此，对于本文有以下四个方面的展望：
一是加强塑料薄膜防渗的推广应用。塑料薄膜防渗可推广至全国范围内，鼓励南方地区使用，争取使全国渠道防渗事业更上一个台阶；
二是加快塑料保温板的研发工作。目前保温板种类较少，难以满足日益复杂的自然和社会环境，需生产更多种类、功能更好、造价更低的保温板；
三是提高塑料排水板的使用率。相对于砂砾料垫层，排水板具有施工简便、省略了大批砂石料的运输、节约成本等优点，可以在渠道中大量使用；
四是打造新型塑料渠道。传统渠道（土渠、浆砌石渠道、混凝土渠道等）具有易开裂、占地面积大、造价高等缺点，应充分利用塑料优点，发挥塑料优势，打造新型渠道――塑料渠道。
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