福建师范大学：高分子材料成型加工教学大纲.doc

高分子材料成型加工教学大纲一、课程性质、课程目标与教学要求高分子材料成型加工课程是高分子材料与工程专业学生的专业必修课程。根据高分子材料与工程专业的专业设置和知识体系要求，本课程主要讲授高分子材料及其配方、加工方法、工艺过程、加工工艺原理以及高分子材料的加工性质（包括加工过程中的行为）。通过本课程的学习，帮助学生理解和掌握高分子材料的加工工艺原理和工艺过程，为学生从事高分子材料及其制品的设计、生产和研究工作打下必要的理论基础。二、关于教材与教学参考书的建议本课程拟采用中国轻工业出版社出版的、由周达飞、唐颂超教授主编的、上海普通高校“九五”重点教材高分子材料成型加工，作为本课程的主要教材。为了更好地理解和学习课程内容，建议学习者可以进一步阅读以下几本重要的参考书：1. 王贵恒. 高分子材料成型加工原理M. 北京：化学工业出版社 2. 瞿金平，胡汉杰. 聚合物成型原理及成型技术M. 北京：化学工业出版社 3. 成都科技大学. 塑料成型工艺学M. 北京：轻工业出版社 4. 张海，赵素合. 橡胶及塑料加工工艺M. 北京：化学工业出版社 5. 陈耀庭. 橡胶加工工艺M. 北京：化学工业出版社 6. Fred W. Billmeyer. Textbook of Polymer Science M. New York: John Wiley & Son, Inc. 7. Donald G. Baird, Dimitris I. Collias主编，西鹏等译.聚合物加工设计与原理M. 北京：化学工业出版社 8. Seymour S. Schwartz, Sidney H. Goodman. Plastics Materials and ProcessesM. New York: Van Nostrand Reinhold Co. Inc. 9. 周持兴，俞炜. 聚合物加工理论M. 北京：科学出版社三、课程教学内容纲要绪论本章是对本门课程前期的基础知识专业基础课高分子化学、高分子物理的概括和总结。要求重点掌握以下几个基础知识和概念，抛砖引玉，促进学生对本门课程的兴趣，进一步激发学生对本专业的热爱：1. 掌握材料4个要素之间的关系材料的加工制备、材料的结构 2. 掌握材料的特点 3. 掌握高分子材料的内涵 4. 掌握制备性能良好的高分子材料的三个关键因素：适宜的材料组成、正确的成型加工方法、合理的成型机械及模具 5. 掌握塑料、橡胶、纤维、高分子合金的概念，实例，四者之间的联系与区别，热塑性弹性体的特点 6. 掌握高分子化合物和高分子材料、热塑性塑料和热固性塑料的概念 7. 初步理解工艺性添加剂和功能性添加剂的分类和作用，重点掌握添加剂的基本选用原则 8. 通过学习高分子材料的制造过程，理解和掌握高分子材料的特征第一章 高分子材料学通过学习本章，了解化学因素、物理因素、制造方法及组成对高分子材料性能的影响，理解和掌握构成高分子化合物的分子结构及其聚集状态和组成该材料的各种成分之间的混合程度是高分子材料性质的主要决定因素。一、影响高分子材料性能的化学因素掌握构成元素的种类及其连接方式、立体规整性、共聚物的组成、端基、支化与交联、结构缺陷、基团的空间位置是决定高分子材料性能的主要化学因素。二、影响高分子材料性能的物理因素重点掌握相对分子量及其分布、熔体粘度对制品的成型加工性能、成型加工方法、制品性能的影响。结晶性、粒径与粒径分布、成型过程中的取向对高分子材料性能的影响。三、制造方法及组成对高分子材料性能的影响了解和掌握高分子化合物的制造方法、工艺过程和材料的组成对高分子材料的形态和性能的影响，具体表现在：聚合方法、高分子化合物的反应性、高分子合金化、高分子化合物 / 填充复合剂、低分子化合物。第二章 添加剂实现高分子材料成型加工工艺过程，最大限度地发挥高分子材料制品的性能，以及赋予高分子材料某些特殊功能，添加剂是必不可少的辅助成分。因此，本章内容在本门课中具有基础性的重要地位，其内容不仅对后续章节的学习起铺垫作用，而且这些内容本身在学习者以后的科研和生产实际工作中具有现实的指导作用。因此，应重点掌握各种添加剂的作用机理、分类和选用的注意事项，并能举出几种常见的品种名称和代号。具体要求如下：1.稳定剂1.1掌握PVC受热降解的机理，热稳定剂的作用、分类、选用原则，能举出几种典型的热稳定剂。1.2理解高分子材料的自动氧化机理和特征，掌握抗氧剂的作用、分类、选用原则，能举出几种常见的抗氧剂。1.3掌握可以被光降解的高分子化合物的结构特征，理解和掌握聚烯烃的光氧化作用的影响因素。1.4掌握光稳定剂的作用机理、分类、选用注意事项，能举出几种常见的光稳定剂。1.5掌握生物抑制剂的品种及作用。2.增塑剂、润滑剂、交联剂增塑剂、润滑剂、交联剂的作用、分类、性质、选用原则，能举出几种常见的相应助剂。3.填充剂、其它添加剂掌握填充剂的作用、影响因素、常见品种，其它添加剂的种类和作用第三章 高分子材料的配方设计研制新的高分子材料，实现产业化，开发产品的新价值，造福于人类，是高分子材料科学与技术工作者的职责。高分子材料的性能主要是由高分子化合物的结构与性能、高分子材料的组成决定的。一个好的制品，决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。配方设计是其核心部分。配方设计决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之间的关系进行充分研究的基础上综合的结果。因此，配方设计是富于挑战的、专业性很强的技术工作。通过本章的学习，要求了解高分子材料制品设计的一般原则和程序，掌握以下制品配方设计的要领：1. 基本原则和步骤，能利用流程图表示高分子材料制品设计的一般程序并加以简要说明 2. 配方的几种表示方法 3. 配方设计的方法，重点为正交设计法和单因素变量配方设计方法 4. 典型的正交表的表示方法第四章 聚合物加工的流变学基础因为本章是高分子物理和聚合物共混改性原理的基础理论，在这两门课程中已经作了详细讲解，为避免重复讲授，在本门课程中仅安排自学或概要介绍。第五章 混合高分子材料的成型工艺和制品形状虽然各不相同，但成型前的准备工艺基本相同，都要进行配料后才能成型加工，靠各组分相互混合来形成均匀的体系，才能生产出性能合格的制品。本章学习的具体要求如下：1. 了解高分子材料的混合与分散理论，掌握混合涉及到三种扩散的基本运动形式：分子扩散、涡流扩散和体积扩散，体积扩散在聚合物加工的混合中占支配地位。 2. 掌握体积对流混合和层流对流混合的联系和区别。 3. 掌握混合的机理：剪切、分流、合并、置换、挤压、拉伸、集聚，它们的存在以及占有的支配地位是由混合的最终目的、物料的状态、温度、压力、速度决定的。 4. 掌握判定混合状态终点的方法。 5. 初步了解混合设备的分类、结构特点和作用过程。 6. 重点掌握橡胶塑炼与混炼的目的、机理和工艺，塑料混合与塑化的目的、机理和工艺，温度对塑炼效果的影响原因。 7. 掌握开炼机塑炼和螺杆塑炼机塑炼的机理。 8. 了解配合剂表面性质对分散效果的影响。 9. 掌握混炼胶的特点它是一种具有复杂结构特性的胶态分散体。 10. 掌握橡胶混炼时配合剂的加入顺序。 11. 掌握塑料混合和塑化终点的判定方法。 12. 了解聚合物溶液和分散体的配制方法。 13. 了解聚合物共混的目的和方法，共混物的几种形态结构。第六章 压制成型压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历史，广泛应用于热固性塑料和橡胶制品的成型加工。本章学习的具体要求如下：1. 掌握压制成型工艺的分类、适用范围。 2. 掌握模压成型的工艺过程、特点和使用品种，能画出简单的工艺流程图。 3. 掌握模压成型的工艺性能及其内在含义。 4. 了解模压成型的设备和模具之类型、特点、主要设备参数。 5. 掌握热固性塑料模压成型时预压和预热工艺的作用机理和优点，合理选择合适的预压和预热条件。 6. 掌握模压成型制品后处理机理和作用。 7. 掌握模压成型的成型工艺条件压力、温度、时间的控制方法。 8. 掌握橡胶制品的基本生产工艺过程，制品硫化过程中的结构与性能的变化，理解并掌握硫化曲线。 9. 理解并掌握复合材料压制成型和传递模塑的类型和工艺特点。第七章 挤出成型挤出成型是高分子材料加工中适应性最广的成型加工方法，它用途广泛、生产效率高、适应性很强，适用于大部分高分子材料的成型加工。本章学习的具体要求如下：1. 认识单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和压出机的基本结构及作用。2. 初步了解挤出成型原理和挤出机生产效率的理论计算方法。3. 掌握挤出成型工艺特点和过程，热固性塑料挤出和反应性挤出的特点和工艺控制要点。4. 理解和掌握合成纤维熔融纺丝的工艺条件。第八章 注塑成型1. 了解注射机的结构与作用，注射过程原理。 2. 掌握注射成型工艺及工艺条件。 3. 掌握橡胶注射成型、热固性塑料注射成型、反应注射成型的工艺过程和条件控制。 4. 了解气体辅助注射成型的设备、特点和成型工艺。第九章 压延成型1. 了解压延成型的原理及设备。 2. 掌握压延成型工艺及制品质量的影响因素。 3. 掌握橡胶的压延成型工艺和设备。四、教学方案简要说明本门课程的教学，安排1个学期，约64学时。教师可根据专业特点和实际下达的教学时数适当调整部分教学内容。目前大部分采取多媒体教学，需用多媒体教室及设备。五、课程作业与考核评价的说明本课程重视平时的复习与作业，平时有课堂考查和课后作业练习考核，大部分由学生完成作业后上交教师进行批改，以笔试为主，进行期末考试，综合评分。考核方式分为两种：闭卷考试和开卷考试。闭卷考试题目类型：1.概念或名词解释 2.填空题 3.选择题 4.简答题 5.计算与分析题等。开卷考试的题目主要是开放性试题、研究设计性试题等。根据本科生的学习特点，考试设计主要在于考察学生理解和掌握高分子材料成型加工的原理、工艺和设备等知识的程度，考核内容基于课堂教学内容，但又不局限于课堂教学内容。增加能促进学生独立思考、理论联系实际的考题，鼓励学生在全面掌握课程知识的基础上较灵活、深入地研究问题，使考试成为真正促进学习的途径。总评成绩=平时40% + 期末考试60%