高分子材料加工工程課程教學大綱

緒論

基本內(nèi)容：

（1） 高分子材料

（2） 添加劑

（3） 高分子材料的制造

（4） 高分子材料工業(yè)的歷史與未來

基本要求：

（1） 掌握：高分子材料、橡膠、塑料、熱塑性彈性體等基本概念；

（2） 理解：高分子材料的成型加工與材料的溫度特性間的關系；

（3） 了解：高分子材料的特性及添加劑的作用；

（4） 了解：高分子材料工業(yè)的發(fā)展概況。

高分子材料學

基本內(nèi)容：

（1）影響高分子材料性能的化學因素

（2）影響高分子材料性能的物理因素

（3）制造方法及組成對高分子材料性能的影響

基本要求：

（1）掌握：重復結(jié)構(gòu)單元的特性、基團的空間位置、支化與交聯(lián)、端基等化學因素對高分子材料性能的影響；

（2）掌握：相對分子質(zhì)量及其分布、結(jié)晶性等物理因素對高分子材料成型性和制品性能的影響；

（3）理解：高分子成型過程中的取向；

（4）了解：高分子化合物的聚合方法、材料組成對高分子材料性能的影響。

添加劑

基本內(nèi)容：

（1） 穩(wěn)定劑

（2） 增塑劑

（3） 潤滑劑

（4） 交聯(lián)劑及相關添加劑

（5） 填充劑

（6） 其他添加劑

基本要求：

（1）掌握：熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑的作用機理、主要類型及應用；

（2）了解：生物抑制劑的作用及應用；

（3）掌握：增塑劑的選用原則；

（4）理解：潤滑劑的作用及選用原則；

（5）掌握：交聯(lián)作用及交聯(lián)劑；

（6）掌握：硫化促進劑的作用、分類；

（7）了解：填充劑、偶聯(lián)劑、著色劑等配合劑的作用及應用。

配方設計

基本內(nèi)容：

（1）高分子材料制品設計的一般原則和程序；

（2）高分子材料配方設計；

（3）高分子材料的配方設計方法；

（4）高分子材料配方實例；

（5）高分子材料性能的估算方法。

基本要求：

（1）理解：高分子材料制品設計的一般原則和程序；

（2）掌握：材料配方的表示方法；

（3）掌握：單因素變量配方設計方法及正交設計法；

（4）理解：常用橡膠、塑料配方中各成分的作用；

（5）了解：密度、玻璃化溫度、熔點、內(nèi)聚能覓渡河溶解度參數(shù)的估算方法。

聚合物流變學

基本內(nèi)容：

（1）聚合物熔體的流動；

（2）聚合物熔體剪切粘度的影響因素；

（3）流變測定；

（4）聚合物熔體剪切流動中的彈性表現(xiàn)；

（5）聚合物熔體的拉伸粘度；

（6）聚合物熔體在模腔內(nèi)的流動分析。

基本要求：

（1）理解：聚合物流動類型；

（2）掌握：剪切速率、溫度、壓力、分子結(jié)構(gòu)等對剪切粘度的影響；

（3）理解：流變測定的原理、方法；

（4）掌握：入口效應、離模膨脹、熔體破裂等彈性表現(xiàn)產(chǎn)生的原因；

（5）了解：拉伸粘度的影響因素；

（6）了解：聚合物在圓管通道及狹縫通道中的力流動行為分析方法。

混合與制備

基本內(nèi)容：

（1）混合與分散；

（2）混合設備；

（3）橡膠的塑煉與混煉；

（4）塑料的混合與塑化；

（5）聚合物溶液、分散體和乳液的配制；

（6）聚合物共混。

基本要求：

（1）理解：混合機理、類型、混合狀態(tài)的判定；

（2）了解：混合設備的分類及常用的混合設備；

（3）掌握：生膠塑煉的目的及方法；

（4）掌握：橡膠混煉的方法；

（5）理解：塑料的混合與塑化

（6）了解：聚合物溶液、分散體和乳液的配制。

高分子材料加工工程課程壓制成型

基本內(nèi)容：

（1）熱固性塑料的成型工藝性能；

（2）橡膠制品的模型硫化；

（3）復合材料壓制成型

（4）傳遞模塑

基本要求：

（1）掌握：熱固性塑料模壓成型工藝；

（2）掌握：橡膠硫化歷程、硫化條件；

（3）了解：復合材料層壓成型、模壓成型、手糊成型方法；

（4）了解：傳遞模塑工藝。

高分子材料加工工程課程擠出成型

基本內(nèi)容：

（1）單螺桿擠出機基本結(jié)構(gòu)及作用；

（2）擠出成型原理；

（3）擠出成型工藝；

（4）雙螺桿擠出；

（5）熱固性塑料擠出；

（6）反應性擠出；

（7）橡膠的壓出；

（8）合成纖維的螺桿擠出熔融紡絲；

（9）合成纖維的高速紡絲。

基本要求：

（1）掌握：螺桿的基本結(jié)構(gòu)、各段作用；

（2）掌握：擠出理論、影響擠出機生產(chǎn)效率的因素；

（3）理解：擠出工藝流程及典型產(chǎn)品的工藝流程；

（4）掌握：雙螺桿擠出機的結(jié)構(gòu)、分類及其工作原理；

（5）了解：雙螺桿擠出機的應用；

（6）掌握：熱固性塑料塑料擠出成型的原理；

（7）理解：反應性擠出、橡膠壓出的基本原理、方法；

（8）了解：合成纖維紡絲的基本方法、工藝過程。

高分子材料加工工程課程注射成型

基本內(nèi)容：

（1）注射機的結(jié)構(gòu)與作用；

（2）注射過程原理；

（3）注射成型工藝及工藝條件；

（4）橡膠注射成型；

（5）熱固性塑料注射成型；

（6）反應注射成型；

（7）氣體輔助注射成型。

基本要求：

（1）掌握：注射機的分類、基本結(jié)構(gòu)和工作過程；

（2）掌握：注射過程的基本原理、工藝流程；

（3）理解：橡膠注射成型的設備、過程及原理；

（4）理解：熱固性注射成型的原理、注射機的基本結(jié)構(gòu)、成型工藝條件；

（5）理解：氣體輔助成型工藝流程、特點。

高分子材料加工工程課程壓延成型

基本內(nèi)容：

（1）壓延設備；

（2）壓延成型原理；

（3）壓延成型工藝；

（4）影響壓延制品質(zhì)量的因素；

（5）橡膠的壓延。

基本要求：

（1）了解：壓延機的分類、基本結(jié)構(gòu)；

（2）理解：壓延成型原理；

（2）掌握：壓延成型工藝；

（3）理解：壓延效應及影響制品質(zhì)量的因素；

（4）掌握：橡膠的壓延工藝。

高分子材料加工工程課程二次成型

基本內(nèi)容：

（1）二次成型原理；

（2）中空吹塑成型；

（3）拉幅薄膜成型；

（4）熱成型；

（5）合成纖維的拉伸；

（6）合成纖維網(wǎng)絡絲和空氣變形絲的加工。

基本要求：

（1）掌握：二次成型的原理、成型條件對成型的影響；

（2）掌握：中空吹塑的分類及工藝控制；

（2）掌握：薄膜的成型方式分類和薄膜的拉伸方式；

（3）掌握：熱成型的基本方法和工藝條件；

（4）掌握：合成纖維的拉伸目的和加工方式。

高分子材料加工工程課程其他工藝

基本內(nèi)容：

（1）鑄塑成型；

（2）泡沫塑料成型；

（3）冷壓燒結(jié)成型；

（4）澆乳制品的加工；

（5）合成纖維的凍膠紡絲法。

基本要求：

（1）掌握：鑄塑成型的分類及各種鑄塑成型方式；

（2）掌握：泡沫成型原理、方法；

（2）掌握：冷壓燒結(jié)成型原理、工藝過程；

（3）理解：膠乳加工的原理、工藝；

（4）了解：凍膠紡絲的基本方法。

計算機的應用

基本內(nèi)容：

（1）微型計算機控制系統(tǒng)概述；

（2）可編程序控制器（PC）；

（3）注射機的計算機控制；

（4）計算機在成型生產(chǎn)線上的應用；

（5）塑料加工中的計算機模擬。

基本要求：

（1）了解：計算機控制的概念、控制系統(tǒng)的組成及原理；

（2）理解：PC的定義、特點及構(gòu)成；

（2）了解：注射機的程序控制和過程控制；

（3）了解：各種加工方式中計算機的控制；

（4）理解：塑料加工的CAE及注射充模的流動分析。

環(huán)境問題

基本內(nèi)容：

（1）高分子材料的環(huán)境問題；

（2）生產(chǎn)過程的環(huán)境問題；

（2）使用過程的環(huán)境問題；

（3）與廢棄高分子材料有關的環(huán)境法規(guī)；

（4）對廢棄高分子材料的對策。

基本要求：

（1）了解：高分子化合物制備和加工過程中的環(huán)境問題；

（2）理解：高分子材料使用過程中的環(huán)境問題；

（2）了解：與廢棄高分子材料有關的環(huán)境法規(guī)；

（3）理解：高分子材料的節(jié)約使用和再生對環(huán)境的貢獻。

1課程性質(zhì)和任務

高分子材料成型加工是研究橡膠和塑料的成型工藝和技術原理的學科，它涉及到熱力學、化學、力學、高分子物理、高分子流變學、模具設計與制造以及各種橡膠、塑料性能的基本知識。是高分子材料科學與工程專業(yè)的一門必修專業(yè)課。

通過本課程的學習，要求學生密切結(jié)合工藝過程，掌握每種工藝所依據(jù)的原理，生產(chǎn)控制因素以及在工藝過程中橡膠和塑料所發(fā)生的物理與化學變化和它們對制品性能的影響，理解各種成型工藝所能適應的聚合物品種以及優(yōu)缺點。

2課程基本要求

通過本課程的學習，應使學生初步具備以下能力：

（1）能夠獨立地設計各種橡膠和塑料的成型工藝及通用制品的配方；

（2）能夠獨立地閱讀有關高分子加工成型的書籍；

（3）會運用所學知識，解釋生產(chǎn)過程中的各種疑難問題，并指導生產(chǎn)；

（4）根據(jù)橡膠和塑料的性能及加工，尋找創(chuàng)新和改進高分子材料的途徑。

課程特殊要求

（1）必須學過“高分子物理”和“高分子化學”；

（2）必須學過“聚合物加工流變學”。

學時分配

本課程共計72學時，學時分配如下：

（1）緒論 2

（2）高分子材料學 4

（3）添加劑 8

（4）高分子材料的配方設計 6

（5）聚合物流變學基礎 6

（6）高分子材料混合與制備 6

（7）壓制成型 6

（8）擠出成型 8

（9）注射成型 6

（10）壓延 4

（11）二次成型 6

（12）其他成型工藝 4

（13）計算機在聚合物加工過程中的應用 4

（14）高分子材料的環(huán)境問題 2

（1）使用本大綱時，可根據(jù)專業(yè)需要和學生水平，適當拓寬內(nèi)容。

（2）大綱“基本要求”中的“掌握”、“理解”、“了解”的含義如下：

掌握——屬最高要求，對這些內(nèi)容，學生應理解透徹，并能熟練地進行分析、討論和解決實際問題。

理解——屬一般要求，對這些內(nèi)容，學生應理解清楚，一般不要求推導，但應能用以分析或計算。

了解——屬一般要求，對這些內(nèi)容，學生可一般了解其基本概念和內(nèi)容。

（3）本課程是實踐性很強的課程，為此同時開設“專業(yè)實驗”。

材料科學與工程基礎、高分子化學及物理學、機械制造原理、高分子合金設計與制備、高分子材料成型原理、高分子材料成型機械、模具工程、高分子材料加工新技術、模具CAD/CAE/CAM、高分子材料加工工程專業(yè)實驗、高分子材料成型裝備控制技術、高分子結(jié)構(gòu)與性能、計算機三維實體造型技術、先進復合材料等。

材料科學與工程基礎、高分子化學及物理學、機械制造原理、高分子合金設計與制備、高分子材料成型原理、高分子材料成型機械、模具工程、高分子材料加工新技術、模具CAD/CAE/CAM、高分子材料加工工程專業(yè)實驗、高分子材料成型裝備控制技術、高分子結(jié)構(gòu)與性能、計算機三維實體造型技術、先進復合材料等。

高分子材料加工工程專業(yè)代碼：080212