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内容：塑料、橡胶、合成纤维。 三者的共性与各自的特性。 主要讲授：加工工艺以及与工艺有关的原理。
课程性质：
高分子材料与工程专业的 专业课程 ＋ 核心课程
目标控制课程 课程 核心课程 基本普通课程
授课方式：
PowerPoint 1、讲课 课程网站 录像 讲要点（部分章节） 2、自学 出专题、查资料、写报告 进实验室做相关小课题 3、课外兴趣小组 写专题读书报告、集体讨论
授课内容与考核：
主要讲授的章节： 绪论、第一章、第二章、第三章、第四章、第五章、 第六章、第七章、第八章、第九章。 部分了解的章节： 第十章、第十一章。 考核方式： 习题、读书报告、期终考试。
绪 论
一、高分子材料成型加工
1、大材料概念 2、高分子材料成型加工定义 3、高分子材料的分类 4、高分子材料及其制品的制造 5、影响高分子材料及制品性能的因素
乙烯、苯乙烯、 单体 丙烯、氯乙烯、 丁二烯等
高聚物
高分子化学 高分子合成工艺 生产过程及设备 反应机理 聚合反应工程
高分子材料制品
加工工艺 成型模具 成型机械 应用开发 共混改性
高分子材料科学与工程体系 Polymer Material Science & Engineering
高分子化工
高分子材料
加工机械和模具作简单介绍，因有独立课程，不作详细论述。
本章结束
问题：色母料 工艺条件 模具结构 模具冷却系统
开裂
问题之一：冷却用水管道的排布，直接影响 到制品的冷却效果和收缩应力。 结晶问题 解决方案：根据冷却用水管道的排布，建议 将一个进水口和一个出水口，改换成四进四 出，以提高冷却的均匀性。
本案例涉及到的知识点： • 材料：HDPE＋色母料 • 成型方法：注射成型 • 成型工艺条件：温度、压力 • 性能：应力开裂 • 材料结构变化：结晶、应力问题 高分子材料 成型加工工艺 材料和制品性能
第二循环：加工工艺制定、经济成本估算
四、课程的主要内容和要求
所需的基本知识：热力学、力学 物理化学、有机化学、 质量和能量的传递、 高分子化学、高分子物理、 粘弹性流体力学（流变学）
主 要 内 容 高分子材料加工工艺
材料 制备 配方设计、 混合、配制
相关理论
成型
影响加工工艺及制 品性能的因素、 各种工艺的原理、 工艺特点、 工艺过程（流程）、 物理、化学变化 工艺条件、 控制因素
单体 原 料 树脂 制造 树 脂 助剂 塑料 制造 塑 料
预处理 后加工
成型 加工
塑料 制品
（1）
塑料生产部门
（2）
（3）
塑料制品生产部门
（2）包括：配合、预混合、再混合（塑炼）、粒化、粉化 （3）包括：预处理 成型 后处理
（机械加工）
修饰
装配
（干燥、预热）
橡胶流程：
单体 原 料 生胶 制造 生 胶
内在性质：通过选择合适材料，容易解决 附加性质：加工中使材料发生实质性变化
对制品性能的影响极为重要
附加性质对制品性能影响：
(1) 形状上的变化：使用上的要求 (2) 结构上 的变化 分子结构上的变化：交联、硫化 聚集态结构上的变化：微观结晶、取向等
(3) 性质上的变化：反映出制品宏观性能的改变
如：结晶→刚性↑ ，取向→各向异性，交联→弹性、强度↑
合成/加工
性质
结构/成分
材料的通性： （1）组成； （2）加工性； （3）形状；
（4）使用性；（5）经济性； （6）再生性。 所有材料固有的，必须具备的特点。 高分子材料在大材料中的地位： （1）年轻学科，有生命力 （2）最有发展前途 （3）应用广泛
高分子材料学科在化学工业学科中的位置：
石油 煤 天然气 C3、C4 C5等碳氢 化合物
高分子材料成型加工不仅仅是简单的工艺操作 ———— 高分子材料的工程特征
二、高分子材料的工程特征
结构上的特殊性 高分子材料 性能上的可变性 高分子材料成型加 工方法具有多样性
（随加工过程而变）
（包括加工工艺条件）
材料本身 材料性能 成型加工中产 生的附加性质 有目的产生 加工中 自发产生 有利 结晶、取向 交联、降解
（4）良好的使用性能和适当的寿命 （5）具有工业化生产规模：高聚物成千上万，400～500种 可做材料，但工业化规模的不多 通用塑料：PP、PE、PVC、PS、PMMA、PF、UF等 工程塑料：PA、PBT、PET、PC、POM、PPO、PSF等
4、高分子材料及其制品的制造
高分子化 合物制造 高分子材料 及制品生产 图0-5 成型加工（添加剂、混合、成型） 合金 填充 聚合反应： 表0-5
（意义、分类：P2～P4）
聚合物（树脂、生胶） 区分三个概念 高分子材料（塑料、胶料） 高分子材料制品（塑料制品、橡胶制品）
高分子材料的五个条件：
（1）以聚合物为主体：主要视材料的性质如何 例：钙塑材料（PP 20%，CaCO3 80%） （2）属多相复合体系：两组分以上，宏观均相，亚微源自文库分相 （3）具有可加工性 例：PS、PVC
成型加工中发生的物理 化学变化
（1）物理变化为主：热塑性塑料 材料 加热 流动 冷却 凝固
（2）化学变化为主：浇注成型 单体或预聚体 加热或引发剂 聚合 成型
（3）物理变化 化学变化兼有：热固性塑料、橡胶 材料 加热 流动 交联（硫化） 成型
3、制品的性能
外观性质 制品性能 使用性质 耐久性质 = 材料内在性质 + 加工中产生的附加性质
高分子反应：表0-6 复合化： 表0-7
5、影响高分子材料及制品性能的因素
（1）高分子化合物的性质（化学结构、物理结构） （与高分子化合物的制造有关 —— 高分子材料学）
（2）成型加工过程：添加剂的作用 混合过程 成型过程 （添加剂、混合、各成型工艺章节）
案例：涂料包装用塑料桶的质量问题
涂料：（德国）上海***有限公司 包装桶：上海**塑料厂 问题：桶底开裂 结果：赔偿数十万 分析问题：华东理工大学
胶料的制造
配合剂 预加工
切胶 烘胶
塑 炼
塑炼 胶
混 炼
混炼 胶
成 压延、压出 型 模压、注塑 基本工艺过程： 配料 塑炼
半成品 （坯料）
硫 化
橡胶 制品
混炼
成型
硫化
2、研究设计方法
第一循环
高聚物 ＋ 配合剂 生产工艺制定 高分子材料制品 配方设计 试样制备 性能测试
第二循环
第一循环：配方设计
决定于性能(力学、热、电、化学性能等)
另一种状态的影响因素：
当聚合物及组成一定时，在一定外力作用下，聚集态 的转变主要与温度有关：
聚合物 聚集态 不同 不同 不同 内聚能 性能 聚合物对加工 技术的适用性 不同
T < Tg 玻璃态
大分子链上仅键长、键角发 生形变，模量 高、 形变 极小，不宜 大形变 加工， 只能进行 机械加工。
体积膨胀，大分子不能移动，但链段有足 够活动空间、能移动，形变可逆。 T = Tg~Tf 非晶聚合物：Tg~Tf近Tf侧，强力成型，形 高弹态 变可逆，Tg以下使用 结晶聚合物：Tg~Tm拉伸 T = Tf~Td 粘流态 整个大 分子能移动，呈 塑性 ，模量降至最 低， 较 小外 力 能 引起宏观 流动 ，形变不可逆 。 大多数成型方法在此温度范围。
物理变化 化学变化
软化、熔化、溶解、冷却固化、溶剂挥发、 盐析、结晶、取向（拉伸强度↑） 接枝、嵌段、分解、降解、炭化、聚合、 交联
三、高分子材料的加工程序和研究方法
1、加工技术程序：图0-6
高分子材料制备 成型工艺 制品
（配料，混合，粒化、粉化）（塑化，一次、二次成型）（定型，后加工）
塑料流程：
2、成型加工方法和实质
高分子材料成型加工是一个复杂的物理 化学变化过 程，其中，流动性是必要条件。 加工技术从形变出发： （1）高聚物熔体 — 塑性形变： Tf(m)~Td，多用于一次成型 （2）高聚物类橡胶态 — 弹性形变（残余形变）： Tg~Tf，多用于二次成型 （3）高聚物溶液态：用于浸渍、湿法或干法纺丝 （4）高聚物分散体（悬浮体、溶胶、胶乳）：搪塑 （5）高聚物单体或预聚体直接成型 — 化学加工：浇注 （6）高聚物机械加工 — 后处理。
2、高分子材料成型加工定义
高分子材料
（高分子化合物 添加剂）
成型加工工艺
具有实用性的 材料或制品
+
这一过程的工程技术
（1）如何实现 方法 （2）方法不同，产品性能不同 （3）材料不同，方法不同，为何？ （4）工艺条件不同，制品性能不同 ——— ？？
3、高分子材料的分类
塑料 三大合成材料 橡胶 纤维
不利：分解、烧焦
结论：材料不同 加工方法、工艺条件不同 性能要求不同
1、高聚物的状态变化 与成型加工的关系
三种物理状态： 玻璃态：< Tg 高弹态：Tg ~ Tf (Tm) 粘流态：> Tf (Tm)
聚合物从一种状态 (1) 聚合物的分子结构 (2) 聚合物体系的组成 (3) 聚合物所受应力 (4) 环境温度
华东理工大学精品课程
主讲教师：唐颂超、吴唯、潘泳康
高分子材料成型加工
高聚物加工工艺 课程题目 聚合物加工工艺 高分子材料工程 教材：《高分子材料成型加工》(第二版） 周达飞 唐颂超 主编 中国轻工业出版社 上海普通高校“九五”重点教材 2007年获上海市优秀教材一等奖
教材发展及特点：
专业：高分子化工 教材：讲义 学时数：30～40学时 高分子材料 正式出版教材 40～50学时 64学时 48学时
二、高分子材料的工程特征
1、高聚物的状态变化与成型加工的关系 2、成型加工方法和实质 3、制品的性能
三、高分子材料的加工程序和研究方法
1、加工技术程序 2、研究设计方法
四、课程的主要内容和要求
一、高分子材料成型加工
1、大材料概念
金属材料 大材料 无机非金属材料 有机高分子材料 使用性能
工 程
材料四要素