福建師范大學(xué)高分子材料成型加工教學(xué)大綱

1、高分子材料成型加工教學(xué)大綱一、課程 性質(zhì)、 課程目標(biāo)與教學(xué)要求 高分子材料成型加工課程是高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課 程。根據(jù)高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)設(shè)置和知識體系要求， 本課程主要講授高 分子材料及其配方、 加工方法、工藝過程、 加工工藝原理以及高分子材料的加工 性質(zhì)（包括加工過程中的行為）。通過本課程的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生理解和掌握高分 子材料的加工工藝原理和工藝過程， 為學(xué)生從事高分子材料及其制品的設(shè)計、 生 產(chǎn)和研究工作打下必要的理論基礎(chǔ)。二、關(guān)于教材與教學(xué)參考書的建議本課程擬采用中國輕工業(yè)出版社出版的、 由周達飛、 唐頌超教授主編的、 上 海普通高?！熬盼濉敝攸c教材 高分子材料成

2、型加工 ，作為本課程的主要 教材。為了更好地理解和學(xué)習(xí)課程內(nèi)容， 建議學(xué)習(xí)者可以進一步閱讀以下幾本重要的參 考書：1. 王貴恒 . 高分子材料成型加工原理 M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社2. 瞿金平，胡漢杰 . 聚合物成型原理及成型技術(shù) M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社3. 成都科技大學(xué) . 塑料成型工藝學(xué) M. 北京：輕工業(yè)出版社4. 張海，趙素合 . 橡膠及塑料加工工藝 M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社5. 陳耀庭 . 橡膠加工工藝 M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社6. Fred W. Billmeyer. Textbook of Polymer Science M. New York: John Wiley&

3、 Son, Inc.7. Donald G. Baird, Dimitris I. Collias 主編，西鵬等譯 .聚合物加工設(shè)計與原理 M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社8. Seymour S. Schwartz, Sidney H. Goodman. Plastics Materials and ProcessesM. New York: Van Nostrand Reinhold Co. Inc.9. 周持興，俞煒 . 聚合物加工理論 M. 北京：科學(xué)出版社三、課程教學(xué)內(nèi)容綱要緒論本章是對本門課程前期的基礎(chǔ)知識 專業(yè)基礎(chǔ)課 高分子化學(xué)、高分子物理的概括和總結(jié)。要求重點掌握以下幾個基礎(chǔ)知識和概

4、念，拋磚引玉，促進 學(xué)生對本門課程的興趣，進一步激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)的熱愛：1. 掌握材料 4 個要素之間的關(guān)系 材料的加工制備、材料的結(jié)構(gòu)2. 掌握材料的特點3. 掌握高分子材料的內(nèi)涵4. 掌握制備性能良好的高分子材料的三個關(guān)鍵因素： 適宜的材料組成、 正確 的成型加工方法、合理的成型機械及模具5. 掌握塑料、橡膠、纖維、高分子合金的概念，實例，四者之間的聯(lián)系與區(qū) 別，熱塑性彈性體的特點6. 掌握高分子化合物和高分子材料、熱塑性塑料和熱固性塑料的概念7. 初步理解工藝性添加劑和功能性添加劑的分類和作用， 重點掌握添加劑的 基本選用原則8. 通過學(xué)習(xí)高分子材料的制造過程，理解和掌握高分子材料的特征

5、第一章 高分子材料學(xué)通過學(xué)習(xí)本章， 了解化學(xué)因素、 物理因素、 制造方法及組成對高分子材料性 能的影響，理解和掌握構(gòu)成高分子化合物的分子結(jié)構(gòu)及其聚集狀態(tài)和組成該材料 的各種成分之間的混合程度是高分子材料性質(zhì)的主要決定因素。一、影響高分子材料性能的化學(xué)因素掌握構(gòu)成元素的種類及其連接方式、立體規(guī)整性、共聚物的組成、端基、支 化與交聯(lián)、結(jié)構(gòu)缺陷、基團的空間位置是決定高分子材料性能的主要化學(xué)因素。二、影響高分子材料性能的物理因素重點掌握相對分子量及其分布、 熔體粘度對制品的成型加工性能、 成型加工 方法、制品性能的影響。結(jié)晶性、粒徑與粒徑分布、成型過程中的取向?qū)Ω叻肿?材料性能的影響。三、制造方法及組

6、成對高分子材料性能的影響 了解和掌握高分子化合物的制造方法、 工藝過程和材料的組成對高分子材料 的形態(tài)和性能的影響，具體表現(xiàn)在：聚合方法、高分子化合物的反應(yīng)性、高分子 合金化、高分子化合物 / 填充復(fù)合劑、低分子化合物。第二章 添加劑 實現(xiàn)高分子材料成型加工工藝過程，最大限度地發(fā)揮高分子材料制品的性 能，以及賦予高分子材料某些特殊功能，添加劑是必不可少的輔助成分。因此， 本章內(nèi)容在本門課中具有基礎(chǔ)性的重要地位， 其內(nèi)容不僅對后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)起鋪 墊作用，而且這些內(nèi)容本身在學(xué)習(xí)者以后的科研和生產(chǎn)實際工作中具有現(xiàn)實的指 導(dǎo)作用。因此，應(yīng)重點掌握各種添加劑的作用機理、分類和選用的注意事項，并 能舉出幾

7、種常見的品種名稱和代號。具體要求如下：1. 穩(wěn)定劑1.1 掌握 PVC受熱降解的機理，熱穩(wěn)定劑的作用、分類、選用原則，能舉出幾種 典型的熱穩(wěn)定劑。1.2 理解高分子材料的自動氧化機理和特征，掌握抗氧劑的作用、分類、選用原 則，能舉出幾種常見的抗氧劑。1.3 掌握可以被光降解的高分子化合物的結(jié)構(gòu)特征， 理解和掌握聚烯烴的光氧化 作用的影響因素。1.4 掌握光穩(wěn)定劑的作用機理、分類、選用注意事項，能舉出幾種常見的光穩(wěn)定 劑。1.5 掌握生物抑制劑的品種及作用。2. 增塑劑、潤滑劑、交聯(lián)劑 增塑劑、潤滑劑、交聯(lián)劑的作用、分類、性質(zhì)、選用原則，能舉出幾種常見的相 應(yīng)助劑。3. 填充劑、其它添加劑 掌握

8、填充劑的作用、影響因素、常見品種，其它添加劑的種類和作用第三章 高分子材料的配方設(shè)計 研制新的高分子材料，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，開發(fā)產(chǎn)品的新價值，造福于人類，是高 分子材料科學(xué)與技術(shù)工作者的職責(zé)。 高分子材料的性能主要是由高分子化合物的 結(jié)構(gòu)與性能、高分子材料的組成決定的。 一個好的制品， 決不僅僅局限于配方設(shè) 計，它還涉及成型加工工藝設(shè)計及成型設(shè)備的選型， 制品的外觀設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計、 模具設(shè)計等。配方設(shè)計是其核心部分。配方設(shè)計決不是各種原料之間簡單的、 經(jīng)驗性的組合， 而是在對高分子材料 結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系進行充分研究的基礎(chǔ)上綜合的結(jié)果。 因此，配方設(shè)計是富 于挑戰(zhàn)的、專業(yè)性很強的技術(shù)工作。通過本章

9、的學(xué)習(xí)， 要求了解高分子材料制品設(shè)計的一般原則和程序， 掌握以 下制品配方設(shè)計的要領(lǐng)：1. 基本原則和步驟， 能利用流程圖表示高分子材料制品設(shè)計的一般程序并加以簡要說明2. 配方的幾種表示方法3. 配方設(shè)計的方法，重點為正交設(shè)計法和單因素變量配方設(shè)計方法4. 典型的正交表的表示方法第四章 聚合物加工的流變學(xué)基礎(chǔ) 因為本章是高分子物理和聚合物共混改性原理的基礎(chǔ)理論，在這兩門課 程中已經(jīng)作了詳細講解， 為避免重復(fù)講授，在本門課程中僅安排自學(xué)或概要介紹第五章 混合高分子材料的成型工藝和制品形狀雖然各不相同， 但成型前的準(zhǔn)備工藝基本 相同，都要進行配料后才能成型加工， 靠各組分相互混合來形成均勻的體系

10、， 才 能生產(chǎn)出性能合格的制品。本章學(xué)習(xí)的具體要求如下：1. 了解高分子材料的混合與分散理論， 掌握混合涉及到三種擴散的基本運動 形式：分子擴散、 渦流擴散和體積擴散， 體積擴散在聚合物加工的混合中 占支配地位。2. 掌握體積對流混合和層流對流混合的聯(lián)系和區(qū)別。3. 掌握混合的機理：剪切、分流、合并、置換、擠壓、拉伸、集聚，它們的 存在以及占有的支配地位是由混合的最終目的、 物料的狀態(tài)、 溫度、壓力、 速度決定的。4. 掌握判定混合狀態(tài)終點的方法。5. 初步了解混合設(shè)備的分類、結(jié)構(gòu)特點和作用過程。6. 重點掌握橡膠塑煉與混煉的目的、機理和工藝，塑料混合與塑化的目的、機理和工藝，溫度對塑煉效果的

11、影響原因。7. 掌握開煉機塑煉和螺桿塑煉機塑煉的機理。8. 了解配合劑表面性質(zhì)對分散效果的影響。9. 掌握混煉膠的特點 它是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)特性的膠態(tài)分散體。10. 掌握橡膠混煉時配合劑的加入順序。11. 掌握塑料混合和塑化終點的判定方法。12. 了解聚合物溶液和分散體的配制方法。13. 了解聚合物共混的目的和方法，共混物的幾種形態(tài)結(jié)構(gòu)。第六章 壓制成型壓制成型是高分子材料最重要的加工方法之一， 在高分子材料成型加工中有 最悠久的歷史， 廣泛應(yīng)用于熱固性塑料和橡膠制品的成型加工。 本章學(xué)習(xí)的具體 要求如下：1. 掌握壓制成型工藝的分類、適用范圍。2. 掌握模壓成型的工藝過程、特點和使用品種，能

12、畫出簡單的工藝流程圖。3. 掌握模壓成型的工藝性能及其內(nèi)在含義。4. 了解模壓成型的設(shè)備和模具之類型、特點、主要設(shè)備參數(shù)。5. 掌握熱固性塑料模壓成型時預(yù)壓和預(yù)熱工藝的作用機理和優(yōu)點， 合理選擇 合適的預(yù)壓和預(yù)熱條件。6. 掌握模壓成型制品后處理機理和作用。7. 掌握模壓成型的成型工藝條件 壓力、溫度、時間的控制方法。8. 掌握橡膠制品的基本生產(chǎn)工藝過程，制品硫化過程中的結(jié)構(gòu)與性能的變 化，理解并掌握硫化曲線。9. 理解并掌握復(fù)合材料壓制成型和傳遞模塑的類型和工藝特點。第七章 擠出成型擠出成型是高分子材料加工中適應(yīng)性最廣的成型加工方法， 它用途廣泛、 生 產(chǎn)效率高、適應(yīng)性很強， 適用于大部分高

13、分子材料的成型加工。 本章學(xué)習(xí)的具體 要求如下：1. 認(rèn)識單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機和壓出機的基本結(jié)構(gòu)及作用。2. 初步了解擠出成型原理和擠出機生產(chǎn)效率的理論計算方法。3. 掌握擠出成型工藝特點和過程，熱固性塑料擠出和反應(yīng)性擠出的特點和工藝控制要點4.理解和掌握合成纖維熔融紡絲的工藝條件。第八章 注塑成型1. 了解注射機的結(jié)構(gòu)與作用，注射過程原理。2. 掌握注射成型工藝及工藝條件。3. 掌握橡膠注射成型、 熱固性塑料注射成型、 反應(yīng)注射成型的工藝過程和條 件控制。4. 了解氣體輔助注射成型的設(shè)備、特點和成型工藝。第九章 壓延成型1. 了解壓延成型的原理及設(shè)備。2. 掌握壓延成型工藝及制品質(zhì)量的影響因素。3. 掌握橡膠的壓延成型工藝和設(shè)備。四、教學(xué)方案簡要說明本門課程的教學(xué)，安排 1 個學(xué)期，約 64 學(xué)時。教師可根據(jù)專業(yè)特點和實際 下達的教學(xué)時數(shù)適當(dāng)調(diào)整部分教學(xué)內(nèi)容。 目前大部分采取多媒體教學(xué)， 需用多媒 體教室及設(shè)備。五、課程作業(yè)與考核評價的說明本課程重視平時的復(fù)習(xí)與作業(yè)， 平時有課堂考查和課后作業(yè)練習(xí)考核， 大部 分由學(xué)生完成作業(yè)后上交教師進行批改， 以筆試為主，進行期末考試， 綜合評分。 考核方式分為兩種：閉卷考試和開卷考試。閉卷考試題目類型： 1.概念或名詞解釋 2.填空題 3.選擇題 4.簡答