《聚合物共混改性原理》教學(xué)大綱

1、聚合物共混改性原理教學(xué)大綱一、 課程基本信息課程名稱（中、英文）：聚合物共混改性原理(Principle of Polymer Blending)課程號：300029020課程類別：專業(yè)必修課學(xué)時(shí)：32 學(xué)分：2二、 教學(xué)目的及要求教學(xué)目的：本課程從聚合物共混改性的原理出發(fā)，對聚合物共混物的分類、發(fā)展，聚合物共混物的相容性、形態(tài)學(xué)、界面設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、聚合物成型過程中共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化、聚合物共混物的性能、以及填充及增強(qiáng)改性的方法、構(gòu)成、形態(tài)及界面、結(jié)構(gòu)與性能等方面進(jìn)行詳細(xì)的分析和闡述。使學(xué)生對聚合物的共混改性的基本原理和方法有一個(gè)全面的認(rèn)識，并了解共混改性發(fā)展的一些最新進(jìn)展。教學(xué)要求：了解

2、聚合物共混改性的目的、意義，掌握聚合物共混物的分類、制備方法，掌握聚合物共混改性的基本原理以及理論，了解聚合物的共混改性方面的應(yīng)用和發(fā)展，能初步學(xué)會運(yùn)用基本方法來設(shè)計(jì)、制備聚合物共混物，解決改性聚合物實(shí)踐中遇到的實(shí)際問題。對畢業(yè)要求及其分指標(biāo)點(diǎn)支撐情況：（1） 畢業(yè)要求1，分指標(biāo)點(diǎn)1.4；（2） 畢業(yè)要求2，分指標(biāo)點(diǎn)2.2；（3） 畢業(yè)要求3，分指標(biāo)點(diǎn)3.2.三、 教學(xué)內(nèi)容（含各章節(jié)主要內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配，并以下劃線或*等方式注明重點(diǎn)、難點(diǎn)）第一章|、引言 3學(xué)時(shí)介紹共混復(fù)合材料的分類、定義；共混改性的目的、意義；共混復(fù)合材料在國防、軍用、汽車、建筑、電子電器，日常生活中的應(yīng)用；教學(xué)內(nèi)容和參考文獻(xiàn)

3、。第二章、聚合物共混物相容性 5學(xué)時(shí)1、掌握聚合物共混體系相容性的基本概念，包括：熱力學(xué)相容性2、工藝相容性；聚合物共混體系相圖（1）二元相圖，LCST、UCST等類型相圖；（2）三元相圖；3、Flory-Huggings聚合物共混體系熱力學(xué)理論（1）理論的描述，假設(shè)條件、公式的推導(dǎo)等；（2）影響聚合物共混體系相容性的因素包括：溶度參數(shù)、共聚物的組成、極性、表面張力、結(jié)晶能力、粘度、分子量第三章、 聚合物共混物形態(tài)學(xué) 2學(xué)時(shí)3.1 概述3.2 聚合物共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)的基本類型3.3 不同制備方法制備的共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)3.3.1 機(jī)械共混物（非晶聚合物共混物、結(jié)晶聚合物共混物）3.3.2. 接枝共

4、聚物（HIPS、ABS、MBS）3.3.3 嵌段共聚物（嵌段共聚反應(yīng)、熱塑性彈性體SBS的形態(tài)結(jié)構(gòu)）3.3.4 互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)IPN（IPN的制備、IPN的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征）第四章、聚合物共混物界面設(shè)計(jì) 2學(xué)時(shí)4.1 概述4.2 聚合物共混物的界面4.3 共混物界面上的擴(kuò)散與界面層結(jié)構(gòu)4.4 改善界面層的方法4.5 相容性共混物4.6 不相容性聚合物共混物的增容4.7 橡膠增韌中的界面偶聯(lián)作用第五章、 共混物的工藝實(shí)現(xiàn) 3學(xué)時(shí)5.1 共混物的制備技術(shù)簡介5.1.1 簡單機(jī)械共混技術(shù)（物理共性）5.1.2 反應(yīng)性共混技術(shù)5.1.3 共混-共混法5.1.4 IPN技術(shù)5.1.5 分子間特殊相互作用技術(shù)

5、5.2 聚合物共混設(shè)備5.2.1 粉料共混設(shè)備高速捏合機(jī)Z形捏合機(jī)5.2.2 熔體共混設(shè)備開煉機(jī)、密煉機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)第六章、 成型加工中共混物的形態(tài)發(fā)展與結(jié)構(gòu)變化 3學(xué)時(shí)6.1 概述6.2 剪切引起的相容與相分離6.3 不相容性共混物在擠出過程中的形態(tài)發(fā)展6.3.1 計(jì)算機(jī)模擬6.3.2 實(shí)驗(yàn)論證6.4 動態(tài)應(yīng)力場作用下共混物的形態(tài)控制與微相分離6.5 反應(yīng)性共混擠出第七章、聚合物共混物的性能 3學(xué)時(shí)7.1概述7.2聚合物共混物性能與其組分性能的一般關(guān)系 均相共混物、單相連續(xù)的二元共混物、兩相連續(xù)的二元共混物7.3聚合物共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變 相容性共混物（Fox方程、Gordon

6、方程） 不相容共混物、部分相容共混物 共混物玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積模型、強(qiáng)度與形態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)系7.4聚合物共混物的力學(xué)性能7.4.1彈性模量（混合法則、Hashin方程、Kerner方程）7.4.2共混物的拉伸性能 剪切屈服形變、銀紋化 剪切帶的產(chǎn)生、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及影響因素 影響共混物形變的因素（基體性質(zhì)、應(yīng)力、取向、橡膠含量等）7.4.3共混物的沖擊性能橡膠的增韌機(jī)理影響橡膠增韌的因素（基體樹脂、橡膠含量、粒徑、粒子間距、交聯(lián)、粒子內(nèi)樹脂包容量、相容性等）7.4.4共混物的其它性能第八章、 典型聚合物共混體系1學(xué)時(shí)8.1 PP/EPDM8.2 PVC/NBR8.3 ABC共混合金8.4 PC共混合

7、金8.5 尼龍共混合金第九章、 聚合物的填充及增強(qiáng)改性概論 1學(xué)時(shí)9.1 填料的定義及典型性質(zhì)本節(jié)從諸多文獻(xiàn)中對填料定義的描述出發(fā)，分析歷史上不同時(shí)期和不同的文獻(xiàn)對于填料和填充改性的不同理解和闡述，介紹填料涉及的基本性質(zhì)，使學(xué)生對聚合物中使用的填料的概念有一個(gè)完整準(zhǔn)確的理解。9.2 填充及增強(qiáng)改性的意義主要從填料用于改進(jìn)聚合物的多種性能，同時(shí)可降低成本等方面來闡述填充和增強(qiáng)改性的意義，具體包括以下幾個(gè)方面：成本降低 材料密度 光學(xué)性質(zhì) 顏色 表面性質(zhì) 熱性質(zhì) 電性質(zhì) 磁性質(zhì) 滲透性 機(jī)械性質(zhì) 化學(xué)反應(yīng)性 流變性 形態(tài) 材料耐久性 環(huán)境影響等9.3 填充增強(qiáng)改性的應(yīng)用和發(fā)展1.通過列舉實(shí)例來說明

8、填料的主要品種和在聚合物中的應(yīng)用狀況2.聚合物填充改性技術(shù)進(jìn)展從填料的制備技術(shù)，填充改性的混合混煉設(shè)備的改進(jìn)，填充增強(qiáng)改性理論研究，填充改性的特殊應(yīng)用等方面綜述熱塑性聚合物填充改性的進(jìn)展。內(nèi)容：填充改性基本概念、意義、發(fā)展現(xiàn)狀及展望。第十章、 填料的種類及特性 1.5學(xué)時(shí)10.1 填料的性質(zhì)內(nèi)容：填料的幾何形態(tài)、表面形態(tài)，物理化學(xué)特性，表征方法10.2 常用填料品種及特性內(nèi)容：常用填料品種、性能10.3 功能性填料內(nèi)容：阻燃性填料，導(dǎo)電性填料，導(dǎo)熱性填料，抗輻射填料等第十一章、 填料的表面處理改性 1.5學(xué)時(shí)11.1 表面處理劑及作用機(jī)理11.2 表面處理劑的分散包覆技術(shù)11.3 填料的其他表

9、面改性方法第十二章、 聚合物的增容改性 1.5學(xué)時(shí)12.1 化學(xué)改性 各種化學(xué)改性方法的原理和改性產(chǎn)物的性能及在聚合物的增容改性方面的應(yīng)用；12.2 表面改性 主要表面改性方法的原理和改性產(chǎn)物的性能及在聚合物的增容改性方面的應(yīng)用；12.3 輻照改性 主要輻照改性概念及設(shè)備和輻照改性方法在聚合物的增容改性方面的應(yīng)用。第十三章、 填充聚合物的制備與性能 1.5學(xué)時(shí)1、填充塑料的構(gòu)成 構(gòu)成填充塑料的組分及其作用 2、 填充塑料的形態(tài) 填充塑料的形態(tài)形式以及影響填充塑料的形態(tài)的主要因素。 3、 填充塑料中填料與樹脂的界面3.1 填充塑料中填料與樹脂界面的形成、結(jié)構(gòu)以及破壞形式。3.2 填充塑料中填料與

10、樹脂界面的作用機(jī)理以及設(shè)計(jì)思想。 3.3 填充塑料中填料與樹脂界面的表征4、 填充聚合物的性能 4.1 填充聚合物的加工性能 4.2 填充聚合物的性能的物理化學(xué)性能 4.3 剛性粒子填充塑料的增韌與增強(qiáng)第十四章、 熱塑性聚合物的增強(qiáng)改性 3學(xué)時(shí)本章從熱塑性聚合物增強(qiáng)改性的意義入手，從增強(qiáng)材料的特性及表面處理，短纖維增強(qiáng)聚合物的機(jī)理和工藝方法，連續(xù)纖維增強(qiáng)聚合物的制備和發(fā)展，增強(qiáng)聚合物的界面設(shè)計(jì)與控制等幾方面討論熱塑性聚合物增強(qiáng)的特點(diǎn)和工藝原理。本章分四節(jié)，具體內(nèi)容如下：14.1 增強(qiáng)材料的種類與特性 主要涉及玻璃纖維，碳纖維，金屬纖維，硼纖維，晶須等主要增強(qiáng)材料的物理化學(xué)特性，表面處理方法等。

11、14.2短纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物復(fù)合材料本節(jié)是本章的重點(diǎn)。內(nèi)容包括短纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物的機(jī)理，強(qiáng)度預(yù)測，制備方法。短纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的制備方法，影響因素，制備過程中螺桿組合方式，螺桿組合方式的基本原理。14.3連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物復(fù)合材料介紹連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的發(fā)展概況，制備技術(shù)及應(yīng)用。14.4增強(qiáng)熱塑性聚合物復(fù)合材料的界面控制與設(shè)計(jì)探討纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料界面優(yōu)化的途徑和方法第十五章、 聚合物納米復(fù)合材料 2學(xué)時(shí)1、 概述2、 制備聚合物納米復(fù)合材料的無機(jī)物的種類 3、 聚合物納米復(fù)合材料的制備方法4、 聚合物納米復(fù)合材料的特殊性能5、 聚合物納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)6、 表征方法

12、7、 應(yīng)用8、 展望四、 教材（名稱、作者、出版社、出版時(shí)間）聚合物共混改性原理，傅強(qiáng)等編著，四川大學(xué)講義五、 主要參考書1、國家自然科學(xué)基金委員會，自然科學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)研報(bào)告（高分子材料科學(xué)），北京，科學(xué)出版社，19942、沈家瑞，賈德民編著，聚合物共混物與合金，廣州，華南理工大學(xué)出版社，19993、O.Olabis等著,項(xiàng)尚田等譯.聚合物聚合物溶混性，化學(xué)工業(yè)出版社，19874、江明著.高分子合金的物理化學(xué)，四川教育出版社，19885、反應(yīng)擠出原理與實(shí)踐，美 馬里諾.贊索斯6、塑料混合工藝及設(shè)備，美 David B. Todd7、雙螺桿擠出機(jī)及其應(yīng)用， 耿孝正8、王耀先，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，化工出版社。9、鄧如生，聚酰胺數(shù)值及應(yīng)用，化工出版社10、彈性體的化學(xué)改性， （俄）N.A.圖托爾斯基 .波塔波夫 .什瓦爾茨 中國石化出版社 199811、表面改性與合金化， J.M.波特等主編 胡壯麒等譯 科學(xué)出版社 198812、塑料填充改性， 劉英俊 劉伯元 主編 中國輕工業(yè)出版社 199813、塑料改性