第一章 高分子材料
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目录第一章高分子材料的合成工艺 (1)1.1 基本概念 (1)1.2 高分子聚合物的聚合反应 (3)1.2.1 缩合聚合 (3)1.2.2 加成聚合 (3)1.2.3 开环聚合 (5)1.3 高分子聚合物的聚合方法 (6)1.3.1本体聚合 (6)1.3.2 溶液聚合 (6)1.3.3悬浮聚合 (7)1.3.4乳液聚合 (8)1.4 高分子塑料的混合与塑化 (8)1.4.1原料的准备 (9)1.4.2 混合 (9)1.4.3塑化 (10)1.4.4粉碎和粒化 (11)第二章高分子材料的成型加工工艺 (13)2.1 成型工艺原理 (13)2.2 可加工性质 (13)2.3成型加工工艺 (14)2.3.1挤出 (14)2.3.2 注射模塑 (16)2.3.3 中空吹塑成型 (19)2.3.4 热成型 (19)2.3.5 拉幅薄膜成型 (20)2.3.6 冷成型 (20)2.4 橡胶的塑炼与混炼 (21)2.4.1 生胶的塑炼 (21)2.4.2 塑炼工艺 (23)2.4.3、胶料的混炼 (25)2.4.5 混炼工艺 (27)第三章高分子材料改性 (30)3.1 绪论 (30)3.2 化学改性 (30)3.2.1 化学反应的特征 (31)3.2.2 聚合物的基团反应 (32)3.2.3 聚合物的共聚反应 (35)3.2.4 氧化处理改性 (35)3.3物理改性 (36)3.3.1 高分子共混 (36)3.3.2 有机小分子共混 (38)3.3.3 无机小分子共混 (38)3.4 加工工艺改性 (38)3.4.1 聚合物聚合度的改变 (38)3.4.2 等离子体处理 (39)3.4.3 热处理 (39)第四章塑料性能检测 (40)4.1 绪论 (40)4.2.塑料性能测试的概述 (40)4.2.1 概述 (40)4.2.2 塑料性能测试的标准 (41)4.2.3 热塑性塑料性能测试样条制备 (42)4.2.4 性能测试时试验条件 (42)4.3 塑料物理性能测试 (43)4.3.1 塑料密度与相对密度的测定 (43)4.3.2 塑料吸水性的测试 (44)4.4 塑料力学性能测试 (44)4.4.1 拉伸性能测试 (44)4.4.2 弯曲性能测试 (45)4.4.3 冲击性能测试 (45)4.4.4 塑料硬度测试 (45)4.5塑料热性能测试 (46)4.5.1 塑料的热稳定性能测试 (46)4.5.2 塑料流动性测试 (47)4.6塑料老化性能测试 (49)4.6.1定义 (49)4.6.2 引起老化的原因 (50)4.6.3老化现象 (50)4.6.4研究老化的意义 (50)4.6.5 老化试验方法 (50)4.7 塑料其他性能测试 (50)4.7.1透光率与雾度的测试 (50)4.8 常用的性能测试仪器操作 (54)4.8.1 力学性能检测设备 (54)4.8.2 热学性能检测设备 (55)4.8.3 光学性能检测设备 (55)4.8.4 塑料老化性能及有关理化性能检测设备 (56)4.8.5 实验室加工设备 (56)附表:各种高分子材料的简称 (57)第一章高分子材料的合成工艺1.1 基本概念单体(Monomer)----高分子化合物是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物,也称为高分子、大分子等。
第一章概述第一章概述(课时数:2)本章教学内容:1)介绍高分子学科形成的历史过程,重点人物,重要事件;2)高分子材料及工程发展的各个过程;3)高分子材料及工程发展现状,研究热点;4)高分子未来发展趋势;5)本课程的主要内容、讲授方法、考试形式;本章教学目的:通过讲授让同学对高分子材料及工程历史、现状和未来发展由较为清楚的了解,更加深入了解高分子材料在国民经济发展、国防建设以及人们日常生活中的重要作用,以及未来巨大的发展空间。
同时,能够基本清楚本课程的主要内容、讲授形式和考试方法,从而可以提前有意识第作一些预习和准备工作。
通过本章的教学能够进一步激发对高分子学科的热爱,提高同学对本课程的学习积极性。
第二章高分子材料成型加工中的物理化学问题 (大纲)第二章高分子材料成型加工中的物理化学问题 (大纲)2.1、聚合物的成型性能(学时数:1)教学内容:材料的性质;塑料的可加工性;温度、力学状态与成型加工的关系(重点)教学要求:清楚选择聚合物成型加工方法的基本原则2.2、聚合物的流变性(学时数:1.5)教学内容:非牛顿流体的分类和特征;指数定律及其应用;高聚物流体的粘性;高聚物流体的弹性现象;(重点)高聚物流变性能的测量;高聚物在简单截面导管内的流动教学要求:掌握高聚物流变学的基本原理;能分析高聚物流变特性对其最终制品性能的影响2.3、聚合物的热性能(学时数:1)教学内容:聚合物热性能的表征教学要求:了解在成型加工中聚合物热性能的作用2.4、成型中聚合物的结晶(学时数:1)教学内容:成型条件下的聚合物的结晶形态;聚合物的结晶能力及结晶过程;成型条件对聚合物结晶的影响;(重点)结晶对制品性能的影响教学要求:掌握成型条件对聚合物制品性能的作用,能通过查询工艺手册,而制定较合理的材料的定型工艺条件。
2.5、成型中的取向作用(学时数:1.5)教学内容:成型过程中的聚合物流动取向;成型过程中的纤维状填料流动取向;影响流动取向的因素;(重点)无定形聚合物的拉伸取向;结晶聚合物的拉伸取向(重点)教学要求:掌握通过合理选择成型条件,以控制聚合物形态结构,来取预期性能的制品的方法。
高分子材料主讲人:蔡水洲Tel: 87556544第一章引言大家一定都听说过“赛璐珞”。
在19世纪,台球都是用象牙做的,数量自然非常有限。
于是有人悬赏1万美元征求制造台球的替代材料。
1869年,美国的海厄特(J.W.Hyatt,1837-1920)把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热,然后在常压下硬化成型制出了廉价台球,赢得了这笔奖金。
这种由纤维素制得的材料就是“赛璐珞”。
“赛璐珞”是人类历史上第一种合成塑料,它是一种坚韧材料,具有很大的抗张强度,耐水,耐油、耐酸。
从此,"赛璐珞"被用来制造各种物品,从儿童玩具到衬衫领子中都有"赛璐珞"。
它还被用来做胶状银化合物的片基,这就是第一张实用照相底片。
不过,由于"赛璐珞"中含硝酸根,所以它有一个很大的缺点,就是极易着火引起火灾。
“赛璐珞”是由天然的纤维素加工而成的,并不是完全人工合成的塑料。
人类历史上第一种完全人工合成的塑料是在1909年由美国人贝克兰(Leo Baekeland)用苯酚和甲醛制造的酚醛树脂,又称贝克兰塑料。
酚醛树脂是通过缩合反应制备的,属于热固性塑料。
进入50年代,从石油裂解而得的a-烯烃主要包括乙烯与丙烯,德国人齐格勒(Karl Ziegler)与意大利人纳塔(Giulio Natta)分别发明用金属络合催化剂合成低压聚乙烯与聚丙烯的方法,前者1952年工业化,后者1957年工业化,这是高分子化学的历史性发展,因为可以由石油为原料又能建立年产10万吨的大厂,他们二人后来都获得了1963年的诺贝尔化学奖。
60年代,由于要飞往月球而出现高温高分子的研究热。
耐高温的定义是材料能够在氮气中、500摄氏度环境中能使用一个月;在空气中,300摄氏度环境下能使用一个月。
其结果主要分为两大类,一类是芳香聚酰胺例如苯二胺与间苯二酰缩聚得到的Nomex,这在当时曾被作为太空服的原料。
还有对苯二胺与对苯二酰氯缩聚得到的Kevlar,它属于耐高温的高分子液晶,现在用于超音速飞机的复合材料中。