《高分子材料與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱

1、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程名稱：專業(yè)實(shí)驗(yàn) 課程英文名稱：Professional experiment 課程編碼：0901SJ013 課程類別/性質(zhì)：專業(yè)/必修學(xué) 分： 2 總學(xué)時(shí)/理論/實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）：2周開課單位：化工學(xué)院 適用專業(yè)：高分子材料與工程專業(yè)先修課程：高分子化學(xué)、高分子物理、聚合物加工工程 一、課程簡介 專業(yè)實(shí)驗(yàn)是高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生必修的一門實(shí)驗(yàn)課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握聚合物成型的基本原理，成型過程中配方的設(shè)計(jì)、成型方法及加工條件的選擇，了解主要高分子產(chǎn)品的制造過程及性能，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握高分子材料成型加工的基本原理，加深理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。該課程是綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)

2、科，必須全面地運(yùn)用高分子物理、聚合物加工工程等多種學(xué)科知識(shí)來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生學(xué)習(xí)該課程后，掌握聚合物成型加工的基本原理、方法與具體操作過程；具備在聚合物成型過程中設(shè)計(jì)成型物料的配方、成型工藝參數(shù)的設(shè)定及解決成型加工過程中遇到的各種實(shí)際問題的能力；樹立勤奮好學(xué)、理論聯(lián)系實(shí)際的價(jià)值觀。保證學(xué)生達(dá)成專業(yè)的相應(yīng)畢業(yè)要求。二、課程教學(xué)目標(biāo)本課程要求學(xué)生掌握高分子材料加工成型的一般規(guī)律、塑料及橡膠的典型的加工工藝、高分子材料的基本特征、高分子材料的性能指標(biāo)。通過該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，鞏固和加深學(xué)生的理論知識(shí)，提高新產(chǎn)品開發(fā)能力和材料性能的檢測技能，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)及分析問題、解

3、決問題的能力。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與類型序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目思政融入點(diǎn)實(shí)驗(yàn)類型學(xué)時(shí)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)演示驗(yàn)證綜合設(shè)計(jì)1熱塑性塑料PE(PP/PVC)的注射成型聚合物加工方法的革新是在不斷修正與拓展中完成。44.3, 6.1,9.22熱固性塑料的壓制成型引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，精準(zhǔn)找到工程問題核心所在。44.33軟質(zhì)PVC片材的塑煉成型堅(jiān)持正確的價(jià)值觀，樹立為聚合物加工工程發(fā)展進(jìn)步做出貢獻(xiàn)的信念和決心。44.3, 6.14熱塑性塑料PP(PE/PVC)棒材的擠出成型通過聚合物加工過程的物理和化學(xué)變化，培養(yǎng)學(xué)生看待事物應(yīng)全面，多層次、多角度。42.2,4.3,5橡膠綜合實(shí)驗(yàn)通過成型物料的配制，樹

4、立環(huán)保、節(jié)約地球資源的意識(shí)。84.3四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容及要求實(shí)驗(yàn)一 熱塑性塑料PE(PP/PVC)的注射成型 4學(xué)時(shí)（1）目的要求了解注塑成型過程和成型工藝條件；掌握注塑成型工藝參數(shù)的確定以及它們對(duì)制品結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響；掌握注塑機(jī)模具的結(jié)構(gòu)，正確操作注塑機(jī)，掌握制作標(biāo)準(zhǔn)測試樣條的方法。（2）方法原理注塑成型是熱塑性塑料成型制品的一種重要方法，塑料在注塑機(jī)料筒中經(jīng)外部加熱及螺桿和物料之間的摩擦升熱使塑料熔化呈流動(dòng)狀后，在高壓、高速作用的推動(dòng)下，塑料熔體通過噴嘴注入溫度較低的封閉模具型腔中，經(jīng)冷卻定型成為所需制品。（3）主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料儀器：注塑機(jī)；原料：聚乙烯樹脂、各種助劑。（4）掌握要點(diǎn)注塑成型

5、是一個(gè)按照預(yù)定的順序做周期性的動(dòng)作過程，注塑機(jī)動(dòng)作過程的程序是指機(jī)器在程序周期中各動(dòng)作的先后次序。普通螺桿式注塑機(jī)動(dòng)作的程序?yàn)椋汉夏Ｕw前進(jìn)注射保壓冷卻開模頂出制品合模（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(a)檢查注射機(jī)安全狀態(tài)，投料；（b）注射機(jī)開車；（c）注射機(jī)的動(dòng)作程序控制；（d）注射成型制品；（e）在不同熔體溫度，模溫，注射壓力下成型制品。（f）對(duì)制品進(jìn)行性能檢測。實(shí)驗(yàn)二 熱固性塑料的壓制成型 4學(xué)時(shí)（1）目的要求理解壓制成型的原理；掌握壓制成型的工藝及操作過程；了解壓制成型產(chǎn)品的強(qiáng)度與操作工藝參數(shù)的關(guān)系。（2）方法原理將原料（粒料、粉料、坯料）混合均勻后直接加入到敞開的模具型腔內(nèi)，閉模，加溫、加壓、原料變

6、為流動(dòng)狀態(tài)充滿型腔，經(jīng)化學(xué)或物理變化使塑料硬化、定型，最后用脫模裝置頂出。（3）主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料實(shí)驗(yàn)原料：環(huán)氧樹脂、已二胺、間苯二酚等；實(shí)驗(yàn)儀器：平板硫化儀、擺錘沖擊實(shí)驗(yàn)儀、模具。（4）掌握要點(diǎn) 在模腔充滿后，模具繼續(xù)保持閉合一段時(shí)間，以保證一個(gè)合理的固化程度。（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（a）原料準(zhǔn)備：將原料按配方比例稱量好，混合均勻。（b）投料：把混合好的物料放入壓機(jī)的型腔中。（c）閉模：閉合壓機(jī)的上下模。（d）固化：加熱至一定溫度，待物料完全固化后，開啟模具。實(shí)驗(yàn)三 軟質(zhì)PVC片材的塑煉成型 4學(xué)時(shí)（1）目的要求了解壓延成型方法；學(xué)會(huì)使用高速混合器、雙輥開煉機(jī)等設(shè)備；了解壓延成型產(chǎn)品性能。（2）方法

7、原理將熱固性塑料按配方要求，調(diào)制并充分混合后，再放在塑煉機(jī)兩輥之間，在高溫高壓的作用下，原料固化成型，經(jīng)調(diào)節(jié)兩輥之間的距離即生產(chǎn)出所需厚度的片材或薄膜。（3）主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料實(shí)驗(yàn)原料：聚氯乙烯樹脂、硬脂酸、三鹽基硫酸鉛、石蠟、二氧化鈦、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣等各種助劑；實(shí)驗(yàn)設(shè)備：高速混合器、雙輥開煉機(jī)。（4）掌握要點(diǎn) 輥塑煉機(jī)的輥距、輥溫、加料量、輥筒轉(zhuǎn)速等對(duì)塑化效果的影響。（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（a）配料按照性能要求設(shè)計(jì)的配方稱量樹脂及各種助劑，要求配料總量250 g左右。（b）混料。（c）將雙輥塑煉機(jī)開機(jī)空轉(zhuǎn)，試驗(yàn)緊急剎車裝置，無異?，F(xiàn)象即可開始實(shí)驗(yàn)。（d）打開升溫系統(tǒng)，將前后兩輥加熱，使輥筒溫度穩(wěn)

8、定在165。（e）塑煉：將輥距調(diào)至0.51 mm范圍內(nèi)，將混合料投入兩輥縫隙中使其包輥，經(jīng)過5 min的塑煉，將輥矩調(diào)至壓片厚度為1 mm左右即可出片。（f）對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測試及分析。實(shí)驗(yàn)四 熱塑性塑料PP(PE/PVC)棒材的擠出成型 4學(xué)時(shí)（1）目的要求了解擠出成型工藝過程，認(rèn)識(shí)加工過程主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)和加工原理。加深理解工藝控制原理并掌握其控制方法，掌握管材的性能檢測方法。（2）方法原理塑料棒材的連續(xù)擠壓是將塑料顆粒（或粉狀）料加入單螺桿擠壓機(jī)料斗內(nèi)，借螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)在螺桿推力面作用下使物料向機(jī)頭方向輸送前移，并逐漸壓縮，在此過程中受螺桿剪切力作用，獲得摩擦熱和料筒的加熱從而溫度不斷上升，直至達(dá)

9、到物料的熔融溫度以上，物料轉(zhuǎn)化為粘流狀態(tài)，最后進(jìn)入芯棒與口模組成的環(huán)形間隙而擠出粘度較低的熔融塑料連續(xù)型材。（3）主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料實(shí)驗(yàn)原料：PP樹脂、硬脂酸、三鹽基硫酸鉛、二氧化鈦、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣等各種助劑；實(shí)驗(yàn)儀器：擠出機(jī)、機(jī)頭和口模、冷卻水槽、牽引裝置和切割裝置。（4）掌握要點(diǎn)開車前應(yīng)換上潔凈的多孔板和過濾網(wǎng)，裝好機(jī)頭加熱裝置。停車時(shí)，如果停車時(shí)間長，對(duì)熱穩(wěn)定性較差的塑料一定要將筒內(nèi)的塑料全部擠完，以免下次開車時(shí)，因升溫和保溫時(shí)間長而引起過熱分解，必要時(shí)，對(duì)機(jī)頭，螺桿和多孔板應(yīng)拆卸潔凈。（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（a）檢查擠出機(jī)安全狀態(tài)。（b）設(shè)定相關(guān)參數(shù)，對(duì)擠出機(jī)機(jī)身和機(jī)頭加熱。（c）當(dāng)各部分

10、達(dá)到指定的溫度后，再保溫20-30 min，這時(shí)檢查機(jī)頭連接螺栓是否松動(dòng)，并趁熱擰緊螺釘，防止漏料。（d）開動(dòng)擠出機(jī)，打開料斗底部的開合門加料。（e）根據(jù)控制儀表的指示值和對(duì)擠出管材的規(guī)格的要求，對(duì)各控制工藝參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使擠出成型進(jìn)入正常狀態(tài)。（f）牽引擠出產(chǎn)品，冷卻及后處理。（g）停機(jī)。實(shí)驗(yàn)五 橡膠綜合實(shí)驗(yàn) 8學(xué)時(shí)（1）目的要求了解和掌握實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理，熟練使用實(shí)驗(yàn)儀器。掌握材料選擇、制品加工、性能測試儀器的特點(diǎn)和差異，確定綜合實(shí)驗(yàn)的工藝路線。要求學(xué)生針對(duì)課題提出的問題用現(xiàn)有的條件，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維和自主能力，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，自行實(shí)施實(shí)驗(yàn)過程，最終完成綜合實(shí)驗(yàn)課程訓(xùn)練。

11、（2）方法原理天然橡膠綜合性能優(yōu)良，在橡膠的成型加工過程中必須經(jīng)過塑煉混煉壓延壓出硫化等加工工藝過程。且橡膠制品中，需加入多種助劑，助劑的品種、數(shù)量對(duì)制品的性能有很大影響。實(shí)驗(yàn)過程中，采用優(yōu)選法對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行篩選，確定實(shí)驗(yàn)配方，對(duì)實(shí)驗(yàn)的物料進(jìn)行性能測試。（3）主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料實(shí)驗(yàn)原料：天然橡膠，順丁膠，丁苯膠，氧化鋅，硬脂酸，促進(jìn)劑DM，促進(jìn)劑D，促進(jìn)劑MM，防老劑4010，防老劑A，防老劑RD，白炭黑，松焦油，凡士林，煤焦油，硫磺，輕質(zhì)碳酸鈣等；實(shí)驗(yàn)儀器：雙輥塑煉機(jī)、高速混合機(jī)、平板硫化儀、模具、邵氏硬度計(jì)。（4）掌握要點(diǎn) 從設(shè)計(jì)配方開始，到實(shí)驗(yàn)工藝路線確定、性能測試方案設(shè)計(jì)，自行實(shí)施實(shí)驗(yàn)過程

12、。實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)、工作原理，熟練使用實(shí)驗(yàn)儀器。（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（a）工藝路線配方設(shè)計(jì)橡膠的塑煉橡膠的混煉橡膠的硫化裁制樣條性能測試。（b）數(shù)據(jù)記錄：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、工藝參數(shù)、測試結(jié)果。（c）分析與結(jié)論：與要求指標(biāo)進(jìn)行比較，分析差異，找出不足的原因。五、教學(xué)方法 本課程的教學(xué)包括課堂教學(xué)、原料配方設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)設(shè)定、實(shí)驗(yàn)操作、產(chǎn)品性能測試等；具體教學(xué)方式方法包括：講授、文獻(xiàn)查閱、小組討論并確定實(shí)驗(yàn)料配方設(shè)計(jì)、課堂提問并確定工藝參數(shù)、課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，提高學(xué)生解決實(shí)際動(dòng)手及解決實(shí)際問題的能力。六、考核及成績?cè)u(píng)定方式 課程考核包括實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩個(gè)部分，綜合評(píng)定課程成績。實(shí)驗(yàn)操作：60%，包括原料配方設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)設(shè)定、實(shí)驗(yàn)操作、產(chǎn)品性能測試等。實(shí)驗(yàn)報(bào)告：40%，內(nèi)容涵蓋本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料、實(shí)驗(yàn)步驟及問題討論等。七、參考教學(xué)資源1 王貴恒主編.高分子材料成型加工原理（第一版）M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016年.2 趙素合主編.聚合物加工工程（第一版）M北京：中國輕工業(yè)出版社，2006年.3 HYPERLINK /item/%E7