聚合物加工原理-绪论1课件

聚合物加工原理北京化工大学材料科学与工程学院姓名：杨海波

研究方向：聚合物加工过程的模拟通讯地址：100029北京化工大学57号信箱联系电话O.）

E-mail:yanghb@授课教师课程名称：聚合物加工原理学时：56授课对象：研究生授课安排：4学时/周课程简介第一章绪论Why?What?

How?一、Why？1、满足社会需求2、构建完整知识体系3、培养工程实践能力（1）高分子材料在国民经济中占有重要地位

21世纪科技三大支柱：材料、能源、信息1、社会需求金属材料、无机非金属材料、高分子材料材料科学与技术是国民经济发展的重要支撑，在国家科学研究、国防建设、经济建设中占有重要地位。1、社会需求（2）高分子材料应用广泛，发展前景广阔

交通运输、国防建设建筑光学介质、电信、家电服装、鞋帽体育用品、儿童玩具食品、饮料包装医疗劳斯莱斯汽车交通运输—汽车交通运输－汽车进气管减震器航空航天关键橡胶材料：太空服橡胶气密层轨道舱门橡胶密封舱外服橡胶手套……制造太空服材料有相当部分为高分子材料直升飞机2000年，法航“协和”式客机因飞机轮胎爆炸导致永久停飞。波音747航空航天武器装备装备越野轮胎战车要求抓着、稳定减震、快速撤离武器装备T-63水陆两用坦克武器装备土木建筑伸缩缝减震垫公路隔离带集装箱密封条建筑防震土木建筑土木建筑具有高弹性的橡胶材料在抗震减灾中可以发挥重要作用！土木建筑抗震垫块土木建筑抗震垫块各种不同结构、芯数的光缆印刷胶辊电信印刷工业制品各种密封件普通型和特殊型橡胶杂件O型密封圈工业制品办公设备医疗卫生制品输液管、注射器假肢医疗卫生制品防辐射服

高尔夫设备塑料、碳纤维成功应用高尔夫球杆、球袋座生活用品生活用品各种餐盒、餐具生活用品色彩缤纷的眼镜

儿童玩具生活用品2、知识体系使用性能性质合成/加工结构/成分（物理）（化学）（工程）材料四要素聚合物工业原料聚合高分子反应复合化高分子化合物高分子材料高分子制品添加剂成型加工聚合物制备聚合物成型加工课程体系无机化学分析化学有机化学物理化学结构化学高分子化学高分子物理高分子材料高分子材料改性聚合物制备工程聚合物加工工程基础课专业基础课专业平台课3、工程能力高分子材料高分子制品材料设计工艺设计设备配型工业实施加工过程投入与产出比加工方法和原理《聚合物加工工程》材料制备聚合釜

星形S-SBR材料改性密炼机控制室密炼机卸料口胎面挤出轮胎制品轮胎成型材料加工—制品生产安装轮胎的测试车型、测试仪器制品检验

理论与实践紧密结合理论知识工程实践能力多学科彼此交叉与渗透合成、加工、机械制造多学科的工程开发能力综合知识的工程应用数学、力学、化学、流变学在聚合物加工工艺设计及设备选用等工程领域中的应用3、工程能力二、What?高分子材料高分子制品How?ProcessingMethodProcessingTheoryProcessingMachineProcessingCondition研究内容：聚合物加工性能加工设备选型工艺条件选取制品性能。研究方法：采用模糊处理的方法，凭经验解决问题。二、What?研究加工过程参数与材料性能间的关系材料相互作用参数（扩散、相容、界面作用等）材料结构参数(Tg、Tf

、Td、Tm、Mn、Mw）工艺参数

(T、P、V、σ、τ

）设备参数（容量、转速、几何形状、能耗）材料性能加工过程参数之间关系二、What?流变响应性能（ηa、γ或ε、形变速率）热力学性质（熵、焓、自由能－－－）力学性能（模量、强度、抗冲击、耐撕裂）

动态力学性能（弹性、损耗模量、损耗角）特种功能（光、电、磁、声）加工过程参数与材料性能间关系的研究结果：

a了解加工过程中流变学参数（应力、应变和应变速率等）与加工工艺（温度、压力、速度等）、材料结构、设备参数间关系，指导加工技术的确定、设备选型及其设计；

b掌握聚合物在外力场中的流变响应及形成各种凝聚态结构的变化规律，指导材料结构改性、控制和预测制品的性能。二、What?三、How?1、课程特点内容多（多门课程集一体）领域宽（多学科知识基础）实践性强（与生产实际结合紧密）（2）研究方法

化

简真实加工过程

简单过程

建立数学模型

求解参数及分布

修正

描述真实生产过程

预测加工参数及分布和制品性能数学－－力学模型法三、How?

选择合适的流体本构方程并输入流体性能参数，划分有限元网格，施加边界条件，生成有限元模型.用有限元法计算双螺杆挤出机流道中压力和速度分布用有限元法计算双螺杆挤出机流道中速度和粘度分布总体压力分布横截面上的压力分布总体速度分布横截面上的速度分布啮合区流线螺槽区流线加工原理的研究方法总述：建立场的概念，利用数学、化学、力学、化工原理的基本概念和理论，建立数学模型。研究外力作用与材料形变之间的定量关系，解释材料凝聚态结构的形成机理。从而可将工艺的“宏观”考虑方式与原理的“微观”具体分析相结合，推动高分子成型技术研究的深入与创新。3、课程讲授内容、方式及学时分配内容：材料加工方法、设备结构、加工原理（重点）、加工工艺控制、制品性能。方法:课堂讲授、多媒体课件、课堂讨论、自学讲授内容、方式三、How?学时分配绪论及基础知识8混合与混炼8

挤出成型18压延成型4

注射成型10其他成型2

习题和讨论4

合计48学时三、How?【1】《聚合物成型原理及成型技术》，瞿金平、胡汉杰主编，中国化学工业出版社，2001【2】《反应挤出原理与实践》，瞿金平等译，[美]马里诺.赞索斯编著，化工出版社，1999、7【3】《聚合物加工原理》，Z.塔莫尔，C.G.戈戈斯箸，耿孝正等译，1990【4】《聚合物加工工程》，赵素合主编，中国轻工出版社，2001、3【5】《聚合物加工中的传递现象》，戴干策编箸，中国石化出版社，1999、7教学参考书【6】《PolymerProcessingFundamental》，TimOsswald，HanserPu