聚合物加工原理北京化工大學材料科學與工程學院姓名：楊海波

研究方向：聚合物加工過程的模擬通訊地址：100029北京化工大學57號信箱聯系電話O.）

E-mail:yanghb@授課教師課程名稱：聚合物加工原理學時：56授課對象：研究生授課安排：4學時/周課程簡介第一章緒論Why?What?

How?一、Why？1、滿足社會需求2、構建完整知識體系3、培養工程實踐能力（1）高分子材料在國民經濟中占有重要地位

21世紀科技三大支柱：材料、能源、信息1、社會需求金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料材料科學與技術是國民經濟發展的重要支撐，在國家科學研究、國防建設、經濟建設中占有重要地位。1、社會需求（2）高分子材料應用廣泛，發展前景廣闊

交通運輸、國防建設建筑光學介質、電信、家電服裝、鞋帽體育用品、兒童玩具食品、飲料包裝醫療勞斯萊斯汽車交通運輸—汽車交通運輸－汽車進氣管減震器航空航天關鍵橡膠材料：太空服橡膠氣密層軌道艙門橡膠密封艙外服橡膠手套……制造太空服材料有相當部分為高分子材料直升飛機2000年，法航“協和”式客機因飛機輪胎爆炸導致永久停飛。波音747航空航天武器裝備裝備越野輪胎戰車要求抓著、穩定減震、快速撤離武器裝備T-63水陸兩用坦克武器裝備土木建筑伸縮縫減震墊公路隔離帶集裝箱密封條建筑防震土木建筑土木建筑具有高彈性的橡膠材料在抗震減災中可以發揮重要作用！土木建筑抗震墊塊土木建筑抗震墊塊各種不同結構、芯數的光纜印刷膠輥電信印刷工業制品各種密封件普通型和特殊型橡膠雜件O型密封圈工業制品辦公設備醫療衛生制品輸液管、注射器假肢醫療衛生制品防輻射服

高爾夫設備塑料、碳纖維成功應用高爾夫球桿、球袋座生活用品生活用品各種餐盒、餐具生活用品色彩繽紛的眼鏡

兒童玩具生活用品2、知識體系使用性能性質合成/加工結構/成分（物理）（化學）（工程）材料四要素聚合物工業原料聚合高分子反應復合化高分子化合物高分子材料高分子制品添加劑成型加工聚合物制備聚合物成型加工課程體系無機化學分析化學有機化學物理化學結構化學高分子化學高分子物理高分子材料高分子材料改性聚合物制備工程聚合物加工工程基礎課專業基礎課專業平臺課3、工程能力高分子材料高分子制品材料設計工藝設計設備配型工業實施加工過程投入與產出比加工方法和原理《聚合物加工工程》材料制備聚合釜

星形S-SBR材料改性密煉機控制室密煉機卸料口胎面擠出輪胎制品輪胎成型材料加工—制品生產安裝輪胎的測試車型、測試儀器制品檢驗

理論與實踐緊密結合理論知識工程實踐能力多學科彼此交叉與滲透合成、加工、機械制造多學科的工程開發能力綜合知識的工程應用數學、力學、化學、流變學在聚合物加工工藝設計及設備選用等工程領域中的應用3、工程能力二、What?高分子材料高分子制品How?ProcessingMethodProcessingTheoryProcessingMachineProcessingCondition研究內容：聚合物加工性能加工設備選型工藝條件選取制品性能。研究方法：采用模糊處理的方法，憑經驗解決問題。二、What?研究加工過程參數與材料性能間的關系材料相互作用參數（擴散、相容、界面作用等）材料結構參數(Tg、Tf

、Td、Tm、Mn、Mw）工藝參數

(T、P、V、σ、τ

）設備參數（容量、轉速、幾何形狀、能耗）材料性能加工過程參數之間關系二、What?流變響應性能（ηa、γ或ε、形變速率）熱力學性質（熵、焓、自由能－－－）力學性能（模量、強度、抗沖擊、耐撕裂）

動態力學性能（彈性、損耗模量、損耗角）特種功能（光、電、磁、聲）加工過程參數與材料性能間關系的研究結果：

a了解加工過程中流變學參數（應力、應變和應變速率等）與加工工藝（溫度、壓力、速度等）、材料結構、設備參數間關系，指導加工技術的確定、設備選型及其設計；

b掌握聚合物在外力場中的流變響應及形成各種凝聚態結構的變化規律，指導材料結構改性、控制和預測制品的性能。二、What?三、How?1、課程特點內容多（多門課程集一體）領域寬（多學科知識基礎）實踐性強（與生產實際結合緊密）（2）研究方法

化

簡真實加工過程

簡單過程

建立數學模型

求解參數及分布

修正

描述真實生產過程

預測加工參數及分布和制品性能數學－－力學模型法三、How?

選擇合適的流體本構方程并輸入流體性能參數，劃分有限元網格，施加邊界條件，生成有限元模型.用有限元法計算雙螺桿擠出機流道中壓力和速度分布用有限元法計算雙螺桿擠出機流道中速度和粘度分布總體壓力分布橫截面上的壓力分布總體速度分布橫截面上的速度分布嚙合區流線螺槽區流線加工原理的研究方法總述：建立場的概念，利用數學、化學、力學、化工原理的基本概念和理論，建立數學模型。研究外力作用與材料形變之間的定量關系，解釋材料凝聚態結構的形成機理。從而可將工藝的“宏觀”考慮方式與原理的“微觀”具體分析相結合，推動高分子成型技術研究的深入與創新。3、課程講授內容、方式及學時分配內容：材料加工方法、設備結構、加工原理（重點）、加工工藝控制、制品性能。方法:課堂講授、多媒體課件、課堂討論、自學講授內容、方式三、How?學時分配緒論及基礎知識8混合與混煉8

擠出成型18壓延成型4

注射成型10其他成型2

習題和討論4

合計48學時三、How?【1】《聚合物成型原理及成型技術》，瞿金平、胡漢杰主編，中國化學工業出版社，2001【2】《反應擠出原理與實踐》，瞿金平等譯，[美]馬里諾.贊索斯編著，化工出版社，1999、7【3】《聚合物加工原理》，Z.塔莫爾，C.G.戈戈斯箸，耿孝正等譯，1990【4】《聚合物加工工程》，趙素合主編，中國輕工出版社，2001、3【5】《聚合物加工中的傳遞現象》，戴干策編箸，中國石化出版社，1999、7教學參考書【6】《PolymerProcessingFundamental》，TimOsswald，HanserPu