1、高分子材料成型加工原理課程教學大綱英文名稱：Principles of Polymer Molding and Processing課程類型：學科基礎課課程要求：必修學時/學分：32/2適用專業：高分子材料與工程 一、課程性質與任務高分子材料成型加工原理課程是高分子材料與工程專業的一門重要的必修學科專業基礎課程，是一門實踐性、綜合性很強的應用科學。根據本專業設置的目的，本課程在密切結合加工方法和工藝過程的前提下盡可能地清楚闡述每一種加工方法所依據的原理，生產控制因素以及在工藝過程中聚合物所發生的物理與化學變化和它們對制品性能的影響，并進一步理解各種成型工藝所能適應的聚合物品種及其優缺點，在教學

2、過程中注重基本理論、基礎知識和基本方法的訓練，課程內容主要包括高分子材料的基本概念、加工方法與生產工藝和其與制品結構性能之間的關系、高分子材料的主要品質指標、聚合物熔融與溶解的基本規律、聚合物加工流變學性與加工工藝之間的關系、化學纖維成型原理、化學纖維拉伸和熱定型原理等。通過本課程的學習，為學生畢業后從事高分子材料改性和加工領域的教學、科研和技術創新等相關工作打下扎實的理論基礎，培養學生能應用理論來分析和解決具體的實際生產問題的能力，并使學生具有本專業基本的高分子材料加工工藝和方法設計的初步能力。二、課程與其他課程的聯系先修課程：工程力學、化工原理、物理化學、有機化學、高分子化學、高分子物理、

3、高分子科學基礎實驗。后續課程：材料科學與工程基礎，高分子材料研究方法，專業外語，塑料、纖維及橡膠生產工藝及設備、聚合物共混改性、專業綜合實驗和其它后續專業課程。高分子材料與工程科學研究中，研究的終極目標是研究合成-結構-加工-性能四要素關系，其中加工是處于中心位置。高分子材料成型加工原理與塑料、纖維及橡膠生產工藝及設備一起組成了高分子材料專業的加工課程體系。本課程在先修課程的基礎上才能更好的被理解和掌握，同時后續課程與本課程關系極為密切，但又各有側重：本課程主要講述高分子材料共同的成型方法及成型原理，高分子材料成型工藝側重介紹高分子材料中一些主要品種的具體成型過程和工藝條件，高分子材料加工設備

4、則詳細地闡述高分子材料加工過程中所需各種設備的工作原理、基本結構和工藝作用，而專業綜合實驗環節，可使學生加深對相關高分子材料成型方法及成型原理的理解與認識。可以說高分子材料成型加工原理是后續專業課以及實踐教學課程的理論基礎課程，只有高分子材料成型加工原理的基本理論、基本原理掌握透徹了，其他后續課程才能更容易被理解，各科知識才能在學生頭腦中融會貫通。三、課程教學目標 1.介紹高分子材料成型加工原理這門課程的研究對象，內容及學習方法，明確學習高分子材料成型加工原理的重要性及重要意義，提升學生自主學習高分子材料成型加工原理的意識。2.學習高分子材料的基本概念，理解高分子材料的分類，熟悉高分子材料的主

5、要品種，使學生明確生活中的形形色色的高分子材料，增強學生從本質上，即從結構、性能及應用的角度真正理解高分子材料，區分高分子材料的能力。3.掌握化學纖維和塑料的主要生產方法，了解橡膠、粘合劑及涂料的生產方法，使學生明確各種成型加工方法所能適應的聚合物品種及其優缺點，增強實踐能力。4.掌握化學纖維和塑料的主要品質指標和內涵，了解橡膠、粘合劑及涂料的主要指標。讓學生明白必須明確產品的各種指標才能把產品應用在合適的領域，明確掌握這些主要指標的重要性和必要性。5.掌握聚合物熔融和溶解的基本規律，理解聚合物溶劑體系的相平衡和溶解過程的動力學，了解影響聚合物熔融和溶解的影響因素。使學生具有選擇合適的溶劑和溶

6、解條件制備溶液、選取合適的方法和工藝使聚合物熔融的能力。6.了解混合的定義與分類，掌握混合的機理，并具備根據混合機理對各種聚合物加工過程進行分析的能力；掌握混合過程發生的主要作用；掌握判定混合狀態終點的方法。明確配方設計是好制品的核心部分，培養學生在分析、研究高分子材料結構與性能之間的關系的基礎上，考慮添加劑的屬性、添加劑之間的相互作用以及添加劑與聚合物之間的關系，然后對配方進行科學設計的能力。7.掌握聚合物流體的非牛頓剪切粘性和拉伸粘性的相關知識，理解聚合物流體的彈性，了解影響聚合物流體剪切粘性、拉伸粘度和彈性的因素。培養學生分析流變性能與聚合物結構及聚合物成型加工工藝之間的關系的能力，選擇

7、合適的加工工藝使聚合物具有好的流動狀態。8.透徹學習化學纖維成型加工原理。8-1.掌握化學纖維成型的基本步驟、基本規律、運動學和動力學、纖維結構的形成、傳熱、傳質，理解可紡性及紡絲的基本方程，了解非穩態紡絲。8-2.掌握化學纖維拉伸的運動學和動力學、應力應變性質、結構與性能的變化；掌握熱定型過程中纖維的力學松弛、結構與性能的變化。理解拉伸流變學和熱定型機理。培養學生理論與實際相結合的能力，通過理論分析解釋實際現象，確定合適的生產方法及生產工藝；從生產實踐中總結經驗，回歸理論；培養學生具有對現有通用產品的成型加工能力和開發新型高分子材料及產品的初步能力。四、教學內容、基本要求與學時分配序號教學內

8、容教學要求學時教學方式對應課程教學目標1 1.緒論1.1 高分子材料的地位1.2高分子材料發展概況1.3 高分子材料的品種和分類1.4 高分子材料成型加工方法1.熟悉本課程研究的對象、內容，明確學習方法 ；2. 明確學習高分子材料成型加工原理的重要性及重要意義，提升學生自主學習高分子材料成型加工原理的意識。 2 講授 12 2. 高分子材料的基本概念2.1 化學纖維（重點）（1）纖維的基本概念（2）纖維的分類（3）化學纖維的主要品種2.2 塑料（重點）（1）塑料的基本概念（2）塑料的分類（3）塑料的主要品種2.3 橡膠（一般了解）（1）橡膠的基本概念（2）橡膠的性能（3）橡膠的分類（4）橡膠的

9、主要品種（自學）2.4 粘合劑（1）粘合劑的基本概念（2）粘合劑的分類（自學）2.5 涂料（1）涂料的基本概念（2）涂料的分類（自學）1. 學習高分子材料的基本概念，理解高分子材料的分類，熟悉高分子材料的主要品種；2.使學生明確生活中的形形色色的高分子材料，增強學生從本質上，即從結構、性能及應用的角度真正理解高分子材料，區分高分子材料的能力。2 講授233. 高分子材料的生產方法3.1 化學纖維（重點）（1）原料制備（2）紡絲流體的制備（3）化學纖維的紡絲成型（4）化學纖維的后加工3.2 塑料（重點）（1）塑料的成型物料及配制（2）塑料的成型加工3.3橡膠、粘合劑及涂料的生產方法（自學）1.掌

10、握化學纖維和塑料的主要生產方法；2.了解橡膠、粘合劑及涂料的生產方法。3.使學生明確各種成型加工方法所能適應的聚合物品種及其優缺點，增強實踐能力。4講授344. 高分子材料的主要品質指標（重點）4.1化學纖維 （1）纖維長度 （2）細度和線密度 （3）吸濕性 （4）密度 （5）熱收縮 （6）拉伸性能 （7）耐疲勞性 （8）耐磨性 （9）卷曲性能 （10）染色性4.2 塑料 （1）熔融指數 （2）硬度 （3）拉伸性能 （4）壓縮性能 （5）彎曲性能 （6）剪切強度 （7）沖擊強度 （8）蠕變性能 （9）電性能 （10）光學性能4.3 橡膠 （1）可塑度 （2）門尼粘度（3）門尼焦燒1.掌握化學纖

11、維和塑料的主要品質指標和內涵，2.了解橡膠、粘合劑及涂料的主要指標。3.讓學生明白必須明確產品的各種指標才能把產品應用在合適的領域，明確掌握這些主要指標的重要性和必要性。2講授455. 高聚物熔融和溶解的規律5.1 高聚物熔融的基本規律 （1）概述 （2）熔融的基本規律5.2 高聚物溶解的基本規律 （1）溶解過程的特點和熱力學解釋 （2）影響溶解度的因素 （3）溶劑的選擇 （4）聚合物溶劑體系的相平衡 （5）聚合物溶解過程的動力學1.掌握聚合物熔融和溶解的基本規律；2.理解聚合物溶劑體系的相平衡和溶解過程的動力學；3.了解影響聚合物熔融和溶解的影響因素。4.使學生具有選擇合適的溶劑和溶解條件制

12、備溶液、選取合適的方法和工藝使聚合物熔融的能力。2講授566.1混合的基本概念和原理（1）混合的定義（2）混合機理（3）混合過程發生的主要作用6.2高分子材料混合加工的原料配方設計（1）添加劑的屬性（2）添加劑之間的相互作用（3）添加劑與聚合物的關系1.了解混合的定義與分類，掌握混合的機理，并具備根據混合機理對各種聚合物加工過程進行分析的能力；掌握混合過程發生的主要作用；掌握判定混合狀態終點的方法。2.明確配方設計是好制品的核心部分，培養學生在分析、研究高分子材料結構與性能之間的關系的基礎上，考慮添加劑的屬性、添加劑之間的相互作用以及添加劑與聚合物之間的關系，然后對配方進行科學設計的能力。36

13、77. 高聚物流體的流變性7.1 高聚物流體的非牛頓剪切粘性 （1）非牛頓流體的表征（重點） （2）影響聚合物流體剪切粘性的因素7.2 高聚物流體的拉伸粘性（1）拉伸粘性的表征（2）影響拉伸粘度的因素7.3 高聚物流體的彈性（難點）（1）聚合物流體彈性表征（2）影響聚合物流體彈性的因素1.掌握聚合物流體的非牛頓剪切粘性和拉伸粘性的相關知識；2.理解聚合物流體的彈性，了解影響聚合物流體剪切粘性、拉伸粘度和彈性的因素。3.培養學生分析流變性能與聚合物結構及聚合物成型加工工藝之間的關系的能力，選擇合適的加工工藝使聚合物具有好的流動狀態。2講授788.化學纖維成型原理（重點）8.1 概述（1）化學纖維

14、成型的基本步驟和主要變化（2）紡絲過程的基本規律（3）紡絲流體的可紡性8.2 熔體紡絲（難點）（1）熔體紡絲的基本方程（2）擠出細流的類型（3）熔體紡絲的運動學和動力學（難點）（4）熔體紡絲中的傳熱（難點）（5）熔體紡絲中纖維結構的形成（難點）8.3 濕法紡絲（難點）（1）濕法紡絲的運動學和動力學（2）濕法紡絲中的傳質和相轉變（3）濕法紡絲中纖維結構的形成8.4 干法紡絲（1）干法紡絲的運動學和動力學（2）干法紡絲中的傳熱和傳質（3）干法紡絲中纖維結構的形成1.透徹學習化學纖維成型加工原理。2.掌握化學纖維成型的基本步驟、基本規律、運動學和動力學、纖維結構的形成、傳熱、傳質，理解可紡性及紡絲的

15、基本方程，了解非穩態紡絲。8講授8-199. 化學纖維拉伸和熱定型原理（重點）9.1 化學纖維的拉伸（1）概述（2）拉伸流變學（3）連續拉伸的運動學和動力學（4）拉伸過程中應力應變性質的變化（重點）（5）拉伸過程中纖維結構與性能的變化（重點）9.2 化學纖維的熱定型（1）概述（2）熱定型過程中纖維的力學松弛（3）熱定型過程中纖維結構與性能的變化（重點）（4）熱定型機理1.掌握化學纖維拉伸的運動學和動力學、應力應變性質、結構與性能的變化；2.掌握熱定型過程中纖維的力學松弛、結構與性能的變化。理解拉伸流變學和熱定型機理。3.培養學生理論與實際相結合的能力，通過理論分析解釋實際現象，確定合適的生產方

16、法及生產工藝；從生產實踐中總結經驗，回歸理論；培養學生具有對現有通用產品的成型加工能力和開發新型高分子材料及產品的初步能力。6講授8-210總復習構建全書內容網絡圖1講授17五、其他教學環節（課外教學環節、要求、目標）1.每一章節都給學生布置典型的作業，讓學生獨立完成。有利于學生及時鞏固所學知識，把握重點內容；同時也便于老師抓住學生的不足針對性講解，及時解決大部分學生階段性的問題。2. 在重點章節，提出一些具體的生產實踐中出現的問題或者案例，讓學生通過復習所學原理、規律、影響因素等知識，或者通過網絡查閱文獻受到啟發，進行發散思維，分析提出問題出現的原因、找到解決辦法。這樣有利于學生提高動腦分析

17、問題和解決實際問題的能力，有利于學生頭腦中的知識融會貫通，有利于后續課程的學習和將來的實踐工作。3.對有些內容要求學生自學，發自學提綱。六、教學方法本課程制作多媒體課件進行教學，并利用圖片、實樣及錄像等輔助講解，以加深學生對相關知識的理解，同時，通過課堂提問討論、課堂練習及課后作業等形式強化學生對重點知識的掌握。在本課程的全部教學過程中，注重結合生產實際、生活實際對所授知識進行講解，講一些與學生切實相關、緊密相聯的知識，把握住課程重點進行講解，激起學生對學習的興趣，讓學生參與到學習中來，讓學生明白學有所用，對有些內容要求學生自學，發自學提綱。這樣有利于提高學生的創新能力和對專業實踐工作的渴望，提高學生的自學能力。另外課堂設有提問和討論問題的時間，也可提高學生的分析問題、解決問題和表達能力。在課堂上有個活躍的氛圍，課后有適當的作業，并且可以隨時網絡答疑，以便隨時解答學生的疑惑，這幾個環節環環相扣使學生更好的掌握所學內容。七、考核方式最終成績由平時考核、期末成績兩部分組合而成，強化對學生運用所學知識解決問題的綜合能力的考核。各部分所占比例如下：1.平時考核包括兩部分：（1）平時作業和回答問題