《高分子材料与工程专业实验》课程教学大纲

1、专业实验教学大纲课程名称：专业实验 课程英文名称：Professional experiment 课程编码：0901SJ013 课程类别/性质：专业/必修学 分： 2 总学时/理论/实验（上机）：2周开课单位：化工学院 适用专业：高分子材料与工程专业先修课程：高分子化学、高分子物理、聚合物加工工程 一、课程简介 专业实验是高分子材料与工程专业学生必修的一门实验课程，通过本课程的学习，使学生系统地掌握聚合物成型的基本原理，成型过程中配方的设计、成型方法及加工条件的选择，了解主要高分子产品的制造过程及性能，使学生系统地掌握高分子材料成型加工的基本原理，加深理论知识的学习。该课程是综合性较强的实验学

2、科，必须全面地运用高分子物理、聚合物加工工程等多种学科知识来指导实验。要求学生学习该课程后，掌握聚合物成型加工的基本原理、方法与具体操作过程；具备在聚合物成型过程中设计成型物料的配方、成型工艺参数的设定及解决成型加工过程中遇到的各种实际问题的能力；树立勤奋好学、理论联系实际的价值观。保证学生达成专业的相应毕业要求。二、课程教学目标本课程要求学生掌握高分子材料加工成型的一般规律、塑料及橡胶的典型的加工工艺、高分子材料的基本特征、高分子材料的性能指标。通过该课程的实验教学，加强学生动手能力的培养，巩固和加深学生的理论知识，提高新产品开发能力和材料性能的检测技能，培养学生严谨的科学作风及分析问题、解

3、决问题的能力。三、实验内容与学时分配实验项目与类型序号实验项目思政融入点实验类型学时支撑毕业要求指标点演示验证综合设计1热塑性塑料PE(PP/PVC)的注射成型聚合物加工方法的革新是在不断修正与拓展中完成。44.3, 6.1,9.22热固性塑料的压制成型引导学生透过现象看本质，精准找到工程问题核心所在。44.33软质PVC片材的塑炼成型坚持正确的价值观，树立为聚合物加工工程发展进步做出贡献的信念和决心。44.3, 6.14热塑性塑料PP(PE/PVC)棒材的挤出成型通过聚合物加工过程的物理和化学变化，培养学生看待事物应全面，多层次、多角度。42.2,4.3,5橡胶综合实验通过成型物料的配制，树

4、立环保、节约地球资源的意识。84.3四、实验项目内容及要求实验一 热塑性塑料PE(PP/PVC)的注射成型 4学时（1）目的要求了解注塑成型过程和成型工艺条件；掌握注塑成型工艺参数的确定以及它们对制品结构形态的影响；掌握注塑机模具的结构，正确操作注塑机，掌握制作标准测试样条的方法。（2）方法原理注塑成型是热塑性塑料成型制品的一种重要方法，塑料在注塑机料筒中经外部加热及螺杆和物料之间的摩擦升热使塑料熔化呈流动状后，在高压、高速作用的推动下，塑料熔体通过喷嘴注入温度较低的封闭模具型腔中，经冷却定型成为所需制品。（3）主要实验仪器及材料仪器：注塑机；原料：聚乙烯树脂、各种助剂。（4）掌握要点注塑成型

5、是一个按照预定的顺序做周期性的动作过程，注塑机动作过程的程序是指机器在程序周期中各动作的先后次序。普通螺杆式注塑机动作的程序为：合模整体前进注射保压冷却开模顶出制品合模（5）实验内容(a)检查注射机安全状态，投料；（b）注射机开车；（c）注射机的动作程序控制；（d）注射成型制品；（e）在不同熔体温度，模温，注射压力下成型制品。（f）对制品进行性能检测。实验二 热固性塑料的压制成型 4学时（1）目的要求理解压制成型的原理；掌握压制成型的工艺及操作过程；了解压制成型产品的强度与操作工艺参数的关系。（2）方法原理将原料（粒料、粉料、坯料）混合均匀后直接加入到敞开的模具型腔内，闭模，加温、加压、原料变

6、为流动状态充满型腔，经化学或物理变化使塑料硬化、定型，最后用脱模装置顶出。（3）主要实验仪器及材料实验原料：环氧树脂、已二胺、间苯二酚等；实验仪器：平板硫化仪、摆锤冲击实验仪、模具。（4）掌握要点 在模腔充满后，模具继续保持闭合一段时间，以保证一个合理的固化程度。（5）实验内容（a）原料准备：将原料按配方比例称量好，混合均匀。（b）投料：把混合好的物料放入压机的型腔中。（c）闭模：闭合压机的上下模。（d）固化：加热至一定温度，待物料完全固化后，开启模具。实验三 软质PVC片材的塑炼成型 4学时（1）目的要求了解压延成型方法；学会使用高速混合器、双辊开炼机等设备；了解压延成型产品性能。（2）方法

7、原理将热固性塑料按配方要求，调制并充分混合后，再放在塑炼机两辊之间，在高温高压的作用下，原料固化成型，经调节两辊之间的距离即生产出所需厚度的片材或薄膜。（3）主要实验仪器及材料实验原料：聚氯乙烯树脂、硬脂酸、三盐基硫酸铅、石蜡、二氧化钛、硬脂酸钡、硬脂酸钙等各种助剂；实验设备：高速混合器、双辊开炼机。（4）掌握要点 辊塑炼机的辊距、辊温、加料量、辊筒转速等对塑化效果的影响。（5）实验内容（a）配料按照性能要求设计的配方称量树脂及各种助剂，要求配料总量250 g左右。（b）混料。（c）将双辊塑炼机开机空转，试验紧急刹车装置，无异常现象即可开始实验。（d）打开升温系统，将前后两辊加热，使辊筒温度稳

8、定在165。（e）塑炼：将辊距调至0.51 mm范围内，将混合料投入两辊缝隙中使其包辊，经过5 min的塑炼，将辊矩调至压片厚度为1 mm左右即可出片。（f）对产品性能进行测试及分析。实验四 热塑性塑料PP(PE/PVC)棒材的挤出成型 4学时（1）目的要求了解挤出成型工艺过程，认识加工过程主要设备的结构和加工原理。加深理解工艺控制原理并掌握其控制方法，掌握管材的性能检测方法。（2）方法原理塑料棒材的连续挤压是将塑料颗粒（或粉状）料加入单螺杆挤压机料斗内，借螺杆转动在螺杆推力面作用下使物料向机头方向输送前移，并逐渐压缩，在此过程中受螺杆剪切力作用，获得摩擦热和料筒的加热从而温度不断上升，直至达

9、到物料的熔融温度以上，物料转化为粘流状态，最后进入芯棒与口模组成的环形间隙而挤出粘度较低的熔融塑料连续型材。（3）主要实验仪器及材料实验原料：PP树脂、硬脂酸、三盐基硫酸铅、二氧化钛、硬脂酸钡、硬脂酸钙等各种助剂；实验仪器：挤出机、机头和口模、冷却水槽、牵引装置和切割装置。（4）掌握要点开车前应换上洁净的多孔板和过滤网，装好机头加热装置。停车时，如果停车时间长，对热稳定性较差的塑料一定要将筒内的塑料全部挤完，以免下次开车时，因升温和保温时间长而引起过热分解，必要时，对机头，螺杆和多孔板应拆卸洁净。（5）实验内容（a）检查挤出机安全状态。（b）设定相关参数，对挤出机机身和机头加热。（c）当各部分

10、达到指定的温度后，再保温20-30 min，这时检查机头连接螺栓是否松动，并趁热拧紧螺钉，防止漏料。（d）开动挤出机，打开料斗底部的开合门加料。（e）根据控制仪表的指示值和对挤出管材的规格的要求，对各控制工艺参数进行相应的调整，使挤出成型进入正常状态。（f）牵引挤出产品，冷却及后处理。（g）停机。实验五 橡胶综合实验 8学时（1）目的要求了解和掌握实验仪器的结构、工作原理，熟练使用实验仪器。掌握材料选择、制品加工、性能测试仪器的特点和差异，确定综合实验的工艺路线。要求学生针对课题提出的问题用现有的条件，充分发挥自己的创新思维和自主能力，进行系统设计，自行实施实验过程，最终完成综合实验课程训练。

11、（2）方法原理天然橡胶综合性能优良，在橡胶的成型加工过程中必须经过塑炼混炼压延压出硫化等加工工艺过程。且橡胶制品中，需加入多种助剂，助剂的品种、数量对制品的性能有很大影响。实验过程中，采用优选法对实验进行筛选，确定实验配方，对实验的物料进行性能测试。（3）主要实验仪器及材料实验原料：天然橡胶，顺丁胶，丁苯胶，氧化锌，硬脂酸，促进剂DM，促进剂D，促进剂MM，防老剂4010，防老剂A，防老剂RD，白炭黑，松焦油，凡士林，煤焦油，硫磺，轻质碳酸钙等；实验仪器：双辊塑炼机、高速混合机、平板硫化仪、模具、邵氏硬度计。（4）掌握要点 从设计配方开始，到实验工艺路线确定、性能测试方案设计，自行实施实验过程

12、。实验仪器的结构、工作原理，熟练使用实验仪器。（5）实验内容（a）工艺路线配方设计橡胶的塑炼橡胶的混炼橡胶的硫化裁制样条性能测试。（b）数据记录：实验现象、工艺参数、测试结果。（c）分析与结论：与要求指标进行比较，分析差异，找出不足的原因。五、教学方法 本课程的教学包括课堂教学、原料配方设计、工艺参数设定、实验操作、产品性能测试等；具体教学方式方法包括：讲授、文献查阅、小组讨论并确定实验料配方设计、课堂提问并确定工艺参数、课后撰写实验报告等，提高学生解决实际动手及解决实际问题的能力。六、考核及成绩评定方式 课程考核包括实验操作、实验报告两个部分，综合评定课程成绩。实验操作：60%，包括原料配方设计、工艺参数设定、实验操作、产品性能测试等。实验报告：40%，内容涵盖本实验的实验目的、实验原理、主要实验仪器及材料、实验步骤及问题讨论等。七、参考教学资源1 王贵恒主编.高分子材料成型加工原理（第一版）M北京：化学工业出版社，2016年.2 赵素合主编.聚合物加工工程（第一版）M北京：中国轻工业出版社，2006年.3 HYPERLINK /item/%E7