高分子材料成型原理第一章2010

1、高分子材料成型原理高分子材料成型原理 (Principles of Polymer Materials Processing) 关于课程 新学期的全新课程新学期的全新课程 合格本科毕业生的知识结构与能力合格本科毕业生的知识结构与能力 基础理论、专业基础理论、专业知识与技术、工程设计与实践能力、创基础理论、专业基础理论、专业知识与技术、工程设计与实践能力、创新能力、计算机和外国语等。新能力、计算机和外国语等。 全国高等学校高分子材料与工程本科专业评估标准（草案）全国高等学校高分子材料与工程本科专业评估标准（草案） 专业知识的重要性专业知识的重要性 课程的性质与任务本课程为高分子材料与工程专业的专

2、业主干课程专业主干课程 在材料科学研究中，加工-结构-性质-性能关系是研究的终极目标，其中加工占据中心位置，东华大学将“高分子材料成型原理”列为专业的主干课程，是目光独到的一种定位。 -教育部高等院校高分子材料与工程专业教学指导分委员会副主任 国家教学名师 北京化工大学教授励杭泉励杭泉 本课程的任务和教学目标： 使学生掌握高分子材料的基本概念及其成型和后加工的基本原理，熟悉工艺条件与高分子材料结构与性能之间的关系； 为学习“高分子材料成型工艺”、“高分子材料加工设备”等专业课程及今后在高分子材料领域的研究和开发打下良好的理论基础。 与本课程密切相关的先修课程及预备知识先修课程：l物理化学l高分

3、子化学l高分子物理l高等数学等预备知识：l高分子结构l高分子溶液热力学l高聚物分子运动的特点l高聚物的粘弹性与应力松弛l微积分 本课程的主要内容高聚物的熔融和溶解混合聚合物流体的流变性化学纤维成型加工原理塑料成型加工原理橡胶成型加工原理 教教 材材 高分子材料加工原理（第二版）高分子材料加工原理（第二版） 沈新元主编 中国纺织出版社 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 2009年高等教育精品教材主要参考书主要参考书高分子材料成型加工原理，王贵恒主编，化学工业出版社高分子材料成型加工，周达飞编，中国轻工业出版社聚合物加工原理, Z.塔德莫尔编，化学工业出版社Polymer Processing

4、 Fundamentals, Edit by Tim A. Osswald, Hanser Publishers 相关杂志相关杂志高分子学报 高分子材料科学与工程合成纤维合成纤维工业中国塑料合成橡胶工业Journal of Applied Polymer SciencePolymer 课程特点与教学要求1.实践性强实践性强 高分子材料成型的实践性很强，而学生感性知识少. 教学全过程要注意理论联系实际.2.内容更新快内容更新快 高分子材料成型的技术与工艺发展很快的实际，教学中要关注意学习学科发展动向. 教学相长教学相长 第一章 绪论 第一节第一节 高分子材料的基本概念和主要品种高分子材料的基本概

5、念和主要品种“高分子材料成型原理高分子材料成型原理”之之 一、概述问题1.什么是高分子?(复习)2.什么是高分子材料?3.什么是高分子材料加工? 基本概念1.高分子高分子(高分子化合物高分子化合物,大分子大分子,聚合物聚合物) (macromolecule compound, macromolecule，polymer）： 由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的分子量在一万以上的化合物。 高分子(大分子)与聚合物的区别2.高分子材料高分子材料(Polymer Materials）： “高分子材料”和“高分子” 是有区别的。 高分子材料是以高分子为基体组分的材料。 高分子材料是组成相当复杂的一

6、种体系。 从应用的角度高分子材料分为为塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、聚合物基复合材料等。不同类型的高分子材料需要不同的添加成分。3.高分子材料加工高分子材料加工 (Polymer Material processing, Polymer processing） 把高分子原材料经过通过一定的工艺手段转变成某种高分子材料制品的过程。 “高分子材料加工高分子材料加工”和“高分子合成高分子合成” 是有区别的。高分子合成高分子合成 经过一定的途径,从气态、液态、固态的各种原料中得到化学上不同于原料的高分子材料. 高分子材料加工高分子材料加工 经过加工,使高分子材料在物理上处于和原材料不同的状态(化学上

7、相同).二、高分子材料的主要种类和概念按高分子的来源分类天然高分子材料（natural polymer materials）合成高分子材料（synthetic polymer materials）按照材料的性能分类通用高分子材料（general purpose polymer materials）量大、产值高、涉及面广泛、性能一般。属于传统材料、基础材料。新型高分子材料（advanced polymer materials）正在发展，且具有通用高分子材料所不具备的优异性能和应用前景。用量少、专一性、附加价值高 高新技术发展与进步不可或缺的基石通用高分子材料l纤维纤维：一种细长形状一种细长形状（

8、长径比10）、截面积较小、截面积较小(各国研究计划各国研究计划美国美国19981998年提出年提出20202020植物植物/ /农作物为基础的可再生资源农作物为基础的可再生资源通过可通过可再生植物再生植物/ /农作物资源利用加强美国经济安全性的设想农作物资源利用加强美国经济安全性的设想和和实实施植物施植物/ /农作物为基础的可再生资源农作物为基础的可再生资源20202020年设想的技术指南年设想的技术指南日本日本6060多家大公司成立了多家大公司成立了“生物降解塑料研究会生物降解塑料研究会” 中国中国国家发改委于国家发改委于20052005年组织实施了生物质工程高技术产业化专项，年组织实施了生

9、物质工程高技术产业化专项，其中的一个主题是其中的一个主题是“生物材料生物材料”，指出，指出“开展以生物质为原料开展以生物质为原料生产可生物降解高分子材料和替代石油基产品的基础化工材料生产可生物降解高分子材料和替代石油基产品的基础化工材料的产业化的产业化”战略计划、研究热点战略计划、研究热点(1)溶剂法纤维素纤维（Lyocell）lyocelllyocell是国际人造及合成纤维标准局是国际人造及合成纤维标准局(BISFA)(BISFA)为通过有机溶为通过有机溶剂纺丝法制得的纤维素纤维确定的属名。首先实现工业化生剂纺丝法制得的纤维素纤维确定的属名。首先实现工业化生产的产的lyocelllyocel

10、l纤维的商品名为纤维的商品名为TencelTencel。 3.主要绿色化学纤维主要绿色化学纤维 Lyocell纤维的绿色性 -原料纤维素可以再生 -生产过程清洁(闭路式生产完全封闭的工艺流程,溶剂NMMO无毒) -废弃物可生物降解 -有利于保护天然资源棉花 Lyocell纤维土地使用农耕地20,000 m2/吨纤维（世界平均） 天然森林6700m2/吨纤维（奥地利）水耗量29,000 m3/吨纤维100m3/吨纤维化学品/肥料350kg/吨纤维345kg/吨纤维棉与Lyocell的生态学比较 (2)聚乳酸纤维 上世纪90年代末刚刚实现工业化的聚乳酸(PLA)纤维是最有发展前景的一种绿色高分子。PLA用途广泛聚乳酸纤维的 “绿色”性-原料来源丰富而且可以再生-生产过程清洁(L-乳酸绝对安全, 发酵污水的处理不存在难题, 聚合物合成过程无环境污染, 熔融纺丝工艺简洁清洁)-有利于减少天然资源(不使用石油外,可以减少土地和水分的要求)每亩土地产: 棉花63Kg,玉米325KgPLA纤维93Kg