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1、高分子材料成型加工基础双语教学大纲一、课程基本信息课程名称中、英文：高分子材料成型加工基础双语FUNDAMENTALS OFPOLYMER MATERIALS PROCESSING课程号代码：300009030课程类别：专业必修课学时： 48 学分：3二、教学目的与要求 高分子材料成型加工基础课是高分子材料学科学生的一门重要的专业基础课,它主要介绍了聚合物的成型过程基本理论、原材料与助剂性能以与各种主要成型方法的具体容和特点,是一门理论性和实践性都很强的课程。要保证教学效果,学生必须有较为扎实的高分子物理、高分子化学以与高分子材料前修课程的基础,同时应该对各种成型装备有所了解。随着高分子科学和
2、高分子工程的发展,聚合物材料加工不再是简单制品的成型,而是材料结构和性能确定的关键环节。对材料加工人才的培养的理念也由此发生转变,本学科学生不仅仅需要了解认识各种加工方法原理和技术,而且更重要的要理解加工过程的本质,认识每一个环节在材料结构演变和性能确定中的作用,以与控制方法,从而达到不仅能够生产制造,而且能够调控,直至创新的境界,这是课程希望达到的目的。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧碍鳝绢。三、对毕业要求与其分指标点支撑情况：毕业要求 1,分指标点1.4；毕业要求2,分指标点2.3；毕业要求3,分指标点3.2。四、教学容含各章节主要容、学时分配,注明重点难点主要参考书Principles of
3、Polymer Processing2nd Edition, Zehev Tadmor & Costas G. Gogos 聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅锯鳗鲮。聚合物加工原理 第二版以色列Z. 塔德莫尔,美C. G. 高戈斯著,任冬云译化工 20#塑料成型工艺学第三版 鸣波、黄锐主编 轻工业 20#聚合物科学与工艺学引论美H.S.考夫曼 J.J. 法尔西塔 科学塑料工程手册黄锐主编 机械工业,2000塑料工程手册丁浩主编,化学工业,2002概述Introduction课时数：2本章教学目的通过介绍高分子学科形成的历史过程,重点人物,重要事件；让同学了解高分子材料与工程发展的各个过程；以与知晓高分
4、子材料与工程发展现状,研究热点；对高分子未来发展趋势有所触与,激发学生进行本课程各章节学习的兴趣。通过课程的讲授让同学对高分子材料与工程历史、现状和未来发展由较为清楚的了解,更加深入了解高分子材料在国民经济发展、国防建设以与人们日常生活中的重要作用,以与未来巨大的发展空间。同时,能够基本清楚本课程的主要容、讲授形式和考试方法,从而可以提前有意识地作一些预习和准备工作。通过本章的教学能够进一步激发对高分子学科的热爱,提高同学对本课程的学习积极性。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒東戇鳖納。高分子材料成型加工中的物理化学问题Fundamentals of Chemistry and Physics in P
5、olymer Processing酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭钯詢鳕驄。本章教学目的详细讨论聚合物加工过程可能涉与的基本物理化学问题,从而理解加工过程物理的重要性,以与化学问题尤其是大分子反应对材料结构、性能的影响。建立加工的科学基础,引导学生明确聚合物多尺度结构-加工过程和聚合物性能之间的关系。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔肤亿鳔简。2.1、聚合物的成型性能学时数：1教学容：材料的性质；塑料的可加工性；温度、力学状态与成型加工的关系重点教学要求：清楚选择聚合物成型加工方法的基本原则 2.2、聚合物的流变性学时数：1.5教学容：非牛顿流体的分类和特征；指数定律与其应用；高聚物流体的粘性；高聚物流体的弹性
6、现象重点；高聚物流变性能的测量；高聚物在简单截面导管的流动謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍杂篓鳐驱。教学要求：掌握高聚物流变学的基本原理；能分析高聚物流变特性对其最终制品性能的影响2.3、聚合物的热性能学时数：1教学容：聚合物热性能的表征 教学要求：了解在成型加工中聚合物热性能的作用 2.4、成型中聚合物的结晶学时数：1教学容：成型条件下的聚合物的结晶形态；聚合物的结晶能力与结晶过程；成型条件对聚合物结晶的影响；重点 结晶对制品性能的影响厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩龔长鳏檷。教学要求：掌握成型条件对聚合物制品性能的作用, 能通过查询工艺手册,而制定较合理的材料的定型工艺条件。 2.5、成型中的取向作用学时
7、数：1.5教学容：成型过程中的聚合物流动取向； 成型过程中的纤维状填料流动取向；影响流动取向的因素；重点,无定形聚合物的拉伸取向；结晶聚合物的拉伸取向重点茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞摟鳎饗。教学要求：掌握通过合理选择成型条件,以控制聚合物形态结构,来取预期性能的制品的方法。2.6、成型中聚合物的化学反应自学自学容：成型过程中的聚合物的降解与交联自学要求：掌握通过化学反应,以获取具有预期性能产物的方法。 第三章 原料与配制Resins, Additives and Compounding本章教学目的从整体的简单介绍聚合物原料的概况,分门别类地对各种聚合物原料进行较为详细地讲解,认识链结构与宏观性能
8、的关系,能够对不同聚合物材料依据结构和性能进行分类；在对聚合物原料有了初步认识和了解后,进一步对聚合物加工和过程中应用较为普遍的助剂的作用、特点进行分析,从而基本掌握树脂、添加剂的选择原则；最后,通过聚合物和助剂的混合过程的分析讨论,让同学认识聚合物以与多相体系分散混合的重要性以与均匀混合的困难,尤其在纳米尺度形成单分散的挑战和前景。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾諦鳍皑。教学容：分为三大部分：1各类不同的聚合物原料的结构、性质等；2聚合物加工中常见助剂的种类、作用机理、应用等；3聚合物物料配制的原理与方法。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉养鳌顿。3.1常用材料品种与性能2学时本节着重从全局的角度对聚合物
9、特别是塑料进行简单介绍,如塑料的定义、基本性质、用途；塑料材料的发展简史、塑料的特性与特性等。使同学们对塑料原料有一定的感性上的认识。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅绌鳆現。3.1.1概述从高分子的概念引入塑料的概念！什么是塑料？对塑料一词的通常理解3.1.2 塑料材料的分类塑料的分类可按照不同的标准进行,以下是主要的几种分类方法。1按塑料中树脂的化学成分分2按塑料的产量分3按塑料具有的特定功能分4按化学结构与热行为分3.1.3 塑料材料的用途结构材料、绝缘材料、建筑材料、包装材料、日用材料、交通运输3.1.4 塑料材料的品种3.1.4.1 聚乙烯PE品种1、分子结构1结构通式2化学结构3 链结构直
10、链型线性结构支链型结构2、聚集态结构：结晶性：结晶形态：4、性能物理性能、力学性能、热性能、化学性能、电性能、耐环境应力开裂性能、PE与制品的卫生性、加工性能5、加工方法PE最常用的成型方法有：注射、挤出、吹塑、真空成型等。各种制品适合何种加工方法,工艺如何？6、应用3.1.4.2 聚丙烯PP聚丙烯种类1、分子结构结构式为：结构特征2、聚集态结构 结晶性与结晶形态3、性能1使用性能外观、力学性能与其影响因素、热性能、化学性能、电性能、耐候性、2加工性能流变特征、结晶性的影响、取向4、加工方法加工窗口、加工方法的选择、各种加工方法分析5、应用3.1.4.3 聚氯乙烯PVC1、结构、用量结构式结构
11、式决定的结构特征、种类、分类方法。2、性能1使用性能 稳定性、流变特征、力学性能2加工性能3、加工方法工艺过程、配方设计和分析、成型方法4、应用3.1.4.4 聚苯乙烯PS1 结构与性能外观、结构式、力学性能、耐热性、透明性、电性能、化学特性、耐候性2、加工方法流变特性、产品种类、成型方法选择、成型工艺3、应用3.1.4.5 聚碳酸酯PC1、结构结构式：种类、结构对性能的影响2、性能物理性能、力学性能、热性能、化学性能、电性能、其他性能 3、加工方法成型方法选择、干燥分析、干燥方法以与动力学分析4、应用3.1.4.6 聚酰胺PA1、结构结构式 -NHn-1CO-n -NHmNHCO-n-2CO
12、-x结构特征、结构对性能的影响3、性能物理性能：外观与燃烧性能、密度和结晶度、吸水率 力学性能：拉伸强度和压缩强度、弯曲强度、冲击强度、疲劳强度和耐蠕变性、耐摩擦性和耐磨耗性 其他性能：热性能、化学性能、电性能、加工性能、流变性 4、加工方法干燥以与分析、成型温度确定、成型收缩率与后处理 5、应用3.1.4.7 ABS苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物结构以与结构特殊性分析、加工性分析；材料的特点和优缺点、用途3.1.4.8 聚四氟乙烯PTFE结构式为：结构特征以与链结构分析、性能、用途3.1.4.9 酚醛树脂Bakelite结构特征、分类、性能优缺点、成型方法和工艺3.1.4.10 其它塑料3.2
13、加工助剂1学时助剂在塑料加工中的重要性,即使用加工助剂的原因,以与各种类型助剂的作用原理、选择依据。分门别类对加工中最常见的助剂进行介绍和分析,引导学生对过程的物理化学作用深入理解,并提出分散混合影响的问题。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨钞陉鳅陸。3.2.1概述1什么是塑料加工用助剂、助剂的定义2为什么塑料加工过程中要使用助剂？3.2.2助剂的种类与作用3.2.2.1 增塑剂1概念与性质 概念、作用、性质、适用性2增塑机理：1隔离作用、2屏蔽作用、3偶合作用。3分类化学组成分类、按与聚合物的相容性分类 、以与分子量、添加方式、应用性能 4选择和应用3.2.2.2 稳定剂1关于塑料的老化定义、形式关于
14、塑料的老化定义、形式 塑料老化实质、影响因素： 2几种典型稳定剂的分析1光稳定剂：稳定机理和类型2抗氧剂：作用机理和种类3关于塑料防老化的一些问题：作用机理和种类3.2.2.3 填充剂概念、定义、作用机理；选择依据和设计方法。3.2.2.4 着色剂概念、定义、作用机理；选择依据和设计方法。3.2.2.5 抗静电剂概念、定义、作用机理；选择依据和设计方法。3.3 原料的配制1学时重点介绍配料的必要性和重要性。讨论分析塑料原料配制的机理,评价,配料的具体方法和塑料粉料的配制。 物料配制与混合机理什么是物料的配制？混合作用的机理、扩散机制、对流机制、剪切拉伸作用、提高分散效果的方法和思路。3.3.2 塑料原料混合程度的评价1评价标准、2均匀程度、3分散程度混合效果对材料性能的影响3.3.3 配制方法成型物料的配制依物料的组成不同有一定的区别,但共同的配制方法却离不开搅拌、干掺混、捏合和塑炼四种。3.3.3.1 搅拌操作方法和原理、设备种类和特点3.3.3.2 干掺混操作方法和原理、设备种类和特点3.3.3.3 捏合操作方法
