橡胶成型加工原理及技术教学大纲
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《橡胶配方与加工技术I》课程标准一、课程定位《橡胶配方及加工技术》是高分子材料应用技术专业的一门职业技术能力课程,是在学习职业能力基础课程后培养综合运用能力、动手实践能力的一门综合课程。
是培养从事生产、经营、管理和服务第一线工作的高分子材料加工高级技术应用型人才所具有的知识结构、素质结构与能力结构的必修课,是培养学生工程技术观点与高分子材料基本实践技能的重要课程。
该课程构建于《橡胶材料及测试》、《橡胶加工设备与模具》等学习领域基础上,后续学习领域为《高分子材料改性》、《橡塑制品厂工艺设计》等。
其对应的工作任务是正确使用和维护橡胶配合、塑混炼、挤出、压延、硫化生产相关设备,能正确设定相关工艺参数,对生产过程出现的异常情况进行调整与控制。
该学习领域的实践性很强,是学生就业的主要工作领域,对学生毕业后工作具有重要的作用。
二、学习目标本学习领域教学过程以学习为主体、教师为主导,以能力目标的实现为核心。
培养学生具备专业能力、方法能力、社会能力。
(一)专业能力1、能根据工艺规程,正确进行生胶、配合剂的加工、胶料的塑混炼等岗位操作。
2、具有橡胶挤出机的使用,检查及维护能力。
3、能正确操作橡胶压延机,掌握设备的安全操作规程。
能根据工艺规程,正确进行导开、接头、胶料热炼、纺织物干燥、压延、冷却、卷取、停放等岗位操作。
4、具有硫化机的操作、维护保养能力。
5、具有确定工艺参数并根据生产条件作出调整地能力。
6、能根据生产要求对工艺过程进行设计与调整,并能编制相关工艺规程。
(二)方法能力1、具有较好的吸收新技术和新知识的能力。
2、具有较好的分析和解决实际问题的能力。
3、具有查找资料、文献等取得信息的能力。
4、具有较好的逻辑性和科学思维方法能力。
(三)社会能力1、具有良好的思想政治素质、行为规范和职业道德。
2、具有较强的计划、组织和协调能力。
3、具有较强的开拓创新能力。
4、具有较强的口头与书面表达能力和人际沟通能力。
5、具有良好的职业道德和敬业精神。
橡胶工艺学教学大纲第一部分原材料与配合前六章系统地论述了橡胶及其配合体系(各种弹性体的结构与性能及其应用、硫化、补强与填充、老化防护、增速)以及共混的原理与方法。
第一章生胶本章内容与基本要求∶1.掌握天然橡胶及通用合成橡胶的结构、性能;2.掌握特种合成橡胶的结构及主要特性;3.了解新形态橡胶的结构及特性;4.了解再生橡胶的制造特性;5.掌握再生胶的使用特点。
本章主要参考资料∶1.橡胶工业手册,第一分册2.橡胶化学,王梦蛟译3.橡胶工业原材料国内外技术条件4.特种合成橡胶5.橡胶原材料选择指南6.橡胶工艺7.Rubber Technology and Manufacture第二章橡胶的硫化体系本章内容与基本要求∶1.了解橡胶硫化的发展概况,硫化过程中的性能变化;2.了解橡胶结构对硫化的影响及二烯烃类不饱和橡胶和硫磺的反应性3.掌握硫化的基本概念、硫化参数、正硫化的测定方法;4.掌握各种硫化体系所适应的橡胶,配合特点及硫化胶性能5.硫磺促进剂的作用机理和常用促进剂的作用特性;6.掌握硫磺、促进剂在传统硫化体系、有效硫化体系和半有效硫化体系中的配合原则和应用;7.掌握硫化胶结构与性能的关系以及温度、压力、时间这三要素在橡胶工业中的重要作用。
本章主要参考资料∶1.橡胶化学与物理,朱敏主编2.橡胶工业手册,第二、三分册3.加硫と加硫调整4.Rubber Chemistry第三章橡胶的补强与填充体系本章内容与要求∶1.了解炭黑的制造、分类与命名2.掌握炭黑的构成3.掌握炭黑的物理性质及炭黑的粒径、比表面积、结构性的常用测试方法4.了解炭黑的化学性质5.掌握炭黑对橡胶的补强规律及对胶料工艺性能的影响6.深入了解炭黑对橡胶的补强机理7.掌握白炭黑对橡胶的补强8.了解短纤维对橡胶的补强9.掌握矿质填料的表面活化及偶联剂的偶联机理本章主要参考资料∶1.橡胶化学与物理,朱敏主编2.Science and Technology of Rubber3.橡胶工业手册,第二分册4.炭黑对橡胶的补强,何立中编5.无机填料对橡胶的补强,何立中编6.炭黑,[法]J.B.道奈著,王梦蛟译7.弹性体的力学改性,朱玉俊编第四章橡胶的老化及防护本章内容与基本要求∶1.掌握橡胶烃及硫化胶的热氧老化、臭氧老化、疲劳老化机理与防护措施2.掌握常用橡胶防老剂的结构、作用特性及选用原则3.了解光氧老化机理及防护本章主要参考资料∶(1)化工部合成材料老化研究所编,高分子材料的老化与防老化(2)W.L.霍金斯著,吕世光译,聚合物的稳定化,北京:轻工业出版社(3)[苏]A. C. 库兹明斯基等著,张隐西等译,弹性体制造、加工和应用的物理化学基础,北京:化学工业出版社,1983(4)朱敏,橡胶化学与物理,北京:化学工业出版社(5)钟世云,许乾慰,王公珊等,聚合物降解与稳定化,北京:化学工业出版社,2002 第五章橡胶的增塑体系第六章弹性体共混本章内容与要求;1.了解聚合物共混的目的,共混物的相图,共混物形态结构的测定2.掌握相容性--形态结构--性能之间的关系3.掌握相容性的预测方法4.掌握共混物的物理制备方法及特点5.掌握炭黑等不溶性配合剂在共混物中的分配及对性能的影响6.掌握硫化剂、促进剂等可溶性配合剂在共混物中的分配及对共硫化的影响本章主要参考资料∶(1)Morton M. Rubber Technology, New York: Van Nostrand Reinhold, 1987(2)吴培熙,张留城,聚合物共混改性,北京:中国轻工业出版社,1996(3)邓本诚,李俊山,橡胶塑料共混改性,北京:中国石化出版社,1996(4)朱敏,橡胶化学与物理,北京:化学工业出版社(5)朱玉俊,弹性体的力学改性-填充补强及共混,北京:北京科学技术出版社,1992第二部分加工工艺后五章全面地阐述了塑料、混炼、压眼、牙处和硫化五个基本工艺过程的原理与实施方法。
橡胶成型加工原理及技术一、课程介绍《橡胶成型加工原理及技术》是一门从高分子实际生产和应用为出发点,研究橡胶技术基础、橡胶成型工艺和橡胶成型工艺应用的专业课。
掌握橡胶技术的基本理论、各种成型工艺;掌握各种成型工艺的基本原理;了解橡胶的应用,相关的橡胶制品的配方,改性橡胶所用的助剂。
通过本课程的学习,使学生对橡胶成型加工原理和相关技术有一明确了解,并初步具备选择改性橡胶和橡胶成型加工的能力、初步掌握常用加工方法的操作,为以后从相关研究和技术工作奠定必要的基础。
本课程所讲述的内容有橡胶技术基础、塑炼、混炼、压延、压出及硫化共6章,教学部分共包含理论22学时,实验2学时,以期末开卷考试形式结课。
Introduction“Rubber Processing Principle and Technology” is a subject elective to study the rubber based technology, rubber molding process and the application of rubber molding technology, which all from the application production of related polymers. The content of this course including the basic theory of rubber technology, principles of various molding process, the application of rubber, the formulas of related rubber products and the additives to modify rubbers. This course would make the students have the ability to understanding the processing principle and technology, possessing the ability of rubber modification and molding, knowing the rubber molding. It is necessary for students in their future research and technology related work.There are 6 chapter in this course, including the overview of rubber technology,plasticate, mixing, rolling, extrusion, vulcanization. The classperiod covers22teaching classes and 2 practicing classes.1Open-book examination is necessary in this course.课程基本信息二、教学大纲1、教学目的“橡胶成型加工及技术”是材料科学与工程专业(高分子材料与工程模块)的一门选修课。
“高分子材料加工原理”之高分子材料加工原理” 第七章橡胶成型加工原理一、橡胶的基本概念第一节二、橡胶制品的加工过程概述三、橡胶的品质指标一、橡胶的基本概念橡胶是高弹性的高分子材料,也称弹性体。
橡胶在较小的外力作用下能显示出高度变形的能力,而在外力除去后,又能恢复原来的形状。
橡胶的缺点橡胶除在小变形区域外(小于50%),没有固定的杨氏模量,小变形范围内的杨氏模量约为1.0N/mm2。
橡胶的拉断强度不高。
二、橡胶制品的加工过程通常在橡胶材料中加入补强剂、交联剂、抗氧剂、增塑剂、通常在橡胶材料中加入补强剂、交联剂、抗氧剂、增塑剂、分散剂、增黏剂等分散剂、增黏剂等. 橡胶制品实际上是多种材料的复合体。
橡胶制品实际上是多种材料的复合体。
橡胶的加工指由生胶及其配合剂经过一系列化学与物理作用制成橡胶制品的过程: 用制成橡胶制品的过程生胶的塑炼、塑炼胶与各种配合剂的混炼及成型、胶料的硫化等。
生胶的塑炼、塑炼胶与各种配合剂的混炼及成型、胶料的硫化等。
三、橡胶的品质指标 (一)常规物理机械性能 1.拉伸强度 1.拉伸强度 2.撕裂强度 2.撕裂强度3.硬度 3.硬度橡胶的品质指标(二)橡胶的动态力学性能是讨论橡胶在远未破坏的应力反复作用下的使用性能。
1.动态黏弹谱动态黏弹谱在动态黏弹仪上测定动态模量、弹性模量、损耗模量和损耗角正切。
2.压缩疲劳压缩疲劳在占特异奇压缩疲劳试验机上测定在一定时间内的压缩疲劳温升,静压缩变形率、动压缩变形率、永久变形和疲劳寿命.。
3.屈挠龟裂屈挠龟裂在德墨西亚屈挠试验机上鞋材试样是在鞋类专用曲折试验机上。
橡胶的品质指标 (三)橡胶的弹性 1.脆性温度 1.脆性温度 2.摆锤弹性 2.摆锤弹性 3.有效弹性 3.有效弹性表示橡胶保持弹性变形的最低温度。
弹性值以摆锤弹起的高度与原高度的百分比表示。
橡胶试样受力伸长后卸荷,试样收缩时恢复的功与伸长所消耗的功之比的百分数。
使橡胶试样于压缩状态下,在一定温度的介质 4.压缩永久变形 4.压缩永久变形中经历一定时间后卸荷,在常温下恢复一定时间后测定其高度。
成型操作及调机技术手册为了技术的传承及生产线上品质特编写此手册供各位技术人员及成型现场各级干部作为参考及学习作为基楚。
第一章:橡胶成型时的基本组合一、成型机台:橡胶成型时必备的配备。
二、模具:可分成两层模一直到五层模不等。
三、胶料:基本五大类:1.NBR 2. EP 3.CR 4.SIL 5.VT (经过炼胶一直到出片)。
四、加工成型:先经过裁边.切料.再借排料方式排于模具内压模成型.转注成型.射出成型。
第二章:橡胶成型基本了解一、成型之三大要奌:(1)温度:(以実际模温为准)。
(2)时间:(成型时间,也就是一次加硫时间)。
(3)压力:(可分为:初压、低压及高压)。
二、排料方式分为几种:(1)横条:(所谓横条就是排于模穴上或两孔之间由前往后依顺序排列)。
(2)拉条:(所谓拉条就是以横条的方式转180度(顺时针方向)拉于两孔之间,两侧则为小条因此拉条是以大.小条组合)。
(3)排圈:(分为:夹料机将一条或两条料不等夹在一起成一个圆圈。
另一种是以自动切料机〔巴威尔〕挤出切圆料.挤条圈料.块料所组合)。
(4)排块:(是以切块状排入模穴通常以产品本身较厚或体积较大为主,另一种就是转注模须以排块方式所组合)。
三、成型之模具可分为几种:(1)压模成型:(将胶料排于模具,模穴上或两孔之间再将模具合起经加压.加温成型硫化,此类通常系为两层模板组合居多,当然也有三层、四层模)。
(2)转注成型:(将其胶料放入料槽进行加压迫使胶料从料槽软化再进行从注料孔进入模腔加温成型,其转注模通常须以三块模板以上才可组合为转注模)。
(3)射出成型:(属于一种半自动成型须以射出专用机台才可加工,以人工取料将料裁成寛约6~7公分左右的长条状,料厚尽量不超过6mm以上,再将胶料放入,入料口内机台会自动将料铰入储料管内进行加温,再从射料管射入模腔称为射出成型,其模具组合两块板以上”。
*以上二.三奌如有不清楚的地方请见附图:(1~6)四.成型机可分为几种:(1)油压成型机:吨数由50吨到750吨不等依须要而定甚至1000吨。
《橡胶加工原理》教学大纲
Princip1esofRubberProcessing
一、课程基本信息
学时:24学时
学分:1.5
考核方式:考试,平时成绩占总成绩的30%
适用对象:材料化学专业
中文简介:本课程是一门橡胶科学与橡胶技术相结合的专业课。
在此前,须先学高分子化学、高分子物理、高聚物流变学。
二、教学目的与要求
教学目的:
通过本课程的学习,使学生对橡胶制品生产的全面过程,包括生胶、配合剂的结构及使用特点;基本工艺过程原理、操作方法及工艺条件的控制等有较全面的了解和认识,为从事橡胶工程的应用、研究和开发工作打下基础。
教学要求:本课程主要讲授天然橡胶、合成橡胶、硫化体系配合剂、补强填充剂、软化增塑剂、防老剂等主要原材料的品种、结构和工艺特性以及橡胶制品生产的基本工艺过程、原理、操作方法和工艺条件的控制等内容。
同时结合现场教学、硫化性能实验、力学性能测试实验等,使学生掌握一定的理论基础和实际动手能力。
三、教学方法与手段
1、突出重点,把教师讲授与课堂讨论相结合。
2、精讲多练,把现代教育技术(PPt课件或CA1课件)与传统黑板板书相结合。
五、推荐教材和教学参考资源
1.杨清芝编著.实用橡胶工艺学.北京:化学工业出版社,2011.
2.邓本诚主编.橡胶工艺原理.北京:化学工业出版社,1994.。
《橡胶成型加工原理及技术》教学大纲
一、课程基本信息
课程名称(中、英文):《橡胶成型加工原理及技术》
(Rubber Processing Principles and Technology)
课程号(代码):300044030
课程类别:专业选修课
学时:48 学分:3
二、教学目的及要求
橡胶是三大合成高分子材料之一,常温下的高弹性是橡胶材料的独特性能,是其它任何材料都不具备的,因此橡胶也被称为弹性体。
橡胶的高弹性本质是大分子构象变化引起的熵弹性,这种高弹性截然不同于键角键长变化引起的普弹性。
高弹性的表现是在外力作用下具有较大的弹性变形,最高可达1000%,除去外力后变形很快恢复,而具有普弹性的金属材料变形只有1%。
橡胶的弹性模量很低,只有几个MPa。
橡胶的独特性能使其在国民经济中占有重要地位,发挥关键作用。
目前橡胶已广泛用于交通运输、建筑、电子、宇航、石油化工、农业、机械、军事、水利、信息产业、健康等各个部门。
本课程包括橡胶概括、橡胶品种、橡胶配合剂、塑炼、混炼、成型和硫化等内容。
既注重跟其它高分子材料的衔接,又注重橡胶自身的特点。
课程的目的是:(1)了解三大高分子合成材料的内在联系,且掌握橡胶不同于其他高分子材料的本质特点;(2)通过高分子物理中结构与性能关系的一般原理,理解不同橡胶的化学结构、凝聚态结构与与物理、机械力学性能之间的关系,以及具体应用原理;(3)掌握橡胶配方体系,能拟出简单的具有一定应用目的的橡胶配方体系;(4)掌握橡胶加工的一般方法、工艺特点、工艺控制等。
通过本课程的学习,可以扩大学生的知识面,扩大毕业生就业范围。
本课程在讲授过程中,提倡“教师与学生互动,实施研究性教学,提高学生学习和创新的能力”,如课堂辩论、学生通过查阅资料做专题报告、课堂专题报告、学生专业综述论文等多种形式的教学实践。
对毕业要求及其分指标点支撑情况:
(1)毕业要求1,分指标点1.4(掌握高分子材料专业基础课程及其相关领域的基础理论知识);
(2)毕业要求2,分指标点2.3(具有运用高分子材料设计与制备、材料科学与工程等知识对高分子材料与工程领域问题进行识别、分析的能力);
(3)毕业要求3,分指标点3.2(能够针对高分子材料成型加工的工程问题,能够设计合理的解决方案,设计满足特定需求的系统和工艺流程);
三、教学内容
(含各章节主要内容、学时分配,并用下划线方式注明重点难点)
第一章引言--橡胶概论(6学时)
介绍橡胶在国民生活中的重要作用,橡胶在高分子材料中的地位,橡胶的主要发展历史,橡胶的基本概念,使学生对本课程的大致内容和学习方法。
要点:
●认识橡胶、当今橡胶在国民经济中的重要作用
●橡胶的发展历史
●橡胶的定义、基本概念、橡胶物理
●橡胶制品
●橡胶工业概况
●专题报告:略论橡胶工业近20年
●本课程的参考资料
第二章生胶(橡胶)品种(12学时)
依次介绍天然橡胶、通用合成橡胶、特种合成橡胶、热塑性弹性体等橡胶,着重讲解每种橡胶的结构特点、结合高分子物理的基本知识讲解每种橡胶的性能特点,并分析其主要应用领域。
要点
●天然橡胶
●专题报告:天然橡胶的研究进展
●通用合成橡胶(讲解丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、
氯丁橡胶、丁腈橡胶等)
●特种合成橡胶(硅橡胶、丙烯酸橡胶、氟橡胶等)
●热塑性橡胶(苯乙烯类嵌段共聚物、热塑性聚氨酯、烯烃共聚物)
●液体橡胶和粉末橡胶
●再生橡胶
●★专题报告:合成橡胶的发展趋势
第三章配合剂及配合原理(12学时)
橡胶制品的生产,除使用各种橡胶原料外,还需要使用多种化学物质,这些物质被称为橡胶助剂或配合剂。
加入这些配合剂的目的是改善橡胶的加工工艺性能、改善橡胶的使用性能、降低成本以及提高生产效率。
本章主要讲解橡胶加工中的四大配合体系:硫化体系、增塑体系、补强体系和防护体系,并分析相关配合原理。
要点
●硫磺硫化体系
●专题报告:橡胶硫化促进剂现状和发展趋势
●非硫黄硫化体系
●交联键结构与硫化胶的物性
●橡胶老化与防护体系
●橡胶补强与填充体系
●专题报告:碳黑的结构和表征
●专题报告:碳黑补强机理研究进展
●橡胶软化与增塑体系
●专题报告:橡胶配合剂国内外研究进展和市场情况
第四章塑炼(9学时)
为减小生胶的弹性,使生胶获得一定的可塑性,满足加工的要求,需要对生胶进行塑炼。
其带来的好处是:降低黏度,提高流动性,便于流动充模;利于配合剂的分散;便于压延、压出;增大粘着性和附着力。
本课程的教学目的是为使学生掌握塑炼的目的、作用。
要点
●生胶塑炼的目的和可塑度的测定方法
●塑炼原理
●塑炼方法及影响因素
●专题报告:橡胶开炼和密炼技术进展
第五章混炼(6学时)
混炼是橡胶加工必不可少的环节!橡胶混炼是固体块状橡胶与粉末状填料、液态粘稠材料以及多种化学助剂等的混合与分散的过程,是一个极为复杂的综合加工工艺。
本章的教学目的是使学生理解掌握橡胶的混炼理论、混炼主要工艺、常用橡胶的混炼特性。
要点
●混炼的目的和作用
●混炼理论
●配合剂的加工和准备
●混炼工艺
●常用橡胶的混炼特性
●混炼胶的质量检查
第六章硫化(6学时)
在橡胶制品生产过程中,硫化是最后一道加工工序。
在这道工序中,橡胶经过一系列复杂的化学反应,由线型结构变成体型结构,失去了混炼胶的可塑性具有了交联橡胶的高弹性,进而获得优良的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性及耐腐蚀性能提高橡胶制品的使用价值和应用范围。
本章的教学目的是使学生理解掌握橡胶硫化物理结构的变化、橡胶硫化的过程、硫化的评定方法等。
要点
●硫化历程
●正硫化及其测定方法
●影响硫化的工艺参数
●硫化方法
●专题报告:橡胶硫化研究进展
四、教材(名称、作者、出版社、出版时间)
教材名称:《现代橡胶工艺学》
主编:杨清芝
出版社:中国石化出版社
出版时间:1998年
五、主要参考资料
[1]邓本诚等编. 橡胶工艺原理, 化学工业出版社, 1995
[2]杨清德编. 现代橡胶工艺学, 中国石化出版社, 1997
[3]王梦蛟等. 橡胶工业手册(1—11卷),化学工业出版社, 1989
[4]中国学术期刊网,四川大学图书馆网站首页,常用数据库
[5]超星数字图书馆,四川大学图书馆网站首页,常用数据库
六、成绩评定
(注明期末、期中、平时成绩所占的比例,或理论考核、实践考核成绩所占的比例)包括平时成绩和期末考核两部分,二者各占60 %和40 %。
期末考核主要考察学生分析问题和运用专业知识解决问题能力,以及创新性思维,题目形式为围绕主题问题进行阐述,为非标准答案考察形式的考试。