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《聚合物改性与加工》教学大纲 《聚合物改性与加工》教学大纲 课程编号 ： 课程名称 ：聚合物改性与加工/Polymer Modification and Processing Technology 学时/学分：32/2 先修课程 ：高分子化学、聚合物流变学等 适用专业 ：化学工程与工艺 开课学院（部） 、系(教研室)：化学工程学院化学工程系 一、课程的性质与任务 本课程为专业基础课 本课程在介绍了聚合物改性的基本原理的基础上， 对聚合物的填充改 性、增强改性、共混改性以及化学改性的机理、效果、影响因素、成型加工技术、配方、生 产和科研中可能遇到的问题及处理方法作了相应的介绍介绍了聚合物加工的基础理论、塑 料的成型加工原理与工艺，重点讲述塑料的成型加工 通过本课程的学习，要求学生能够掌握聚合物的改性、加工流变性质，跟踪聚合物改性的最 新研究成果，结合生产实际对改性研究成果的应用情况进行分析和讨论，为高分子材料制品 的设计、成型、加工方法选用及工艺条件的选择打下较坚实的基础 二、课程的教学内容、基本要求及学时分配 （一）教学内容 1. 绪论 聚合物改性的主要方法和聚合物改性发展状况 2. 共混改性基本原理 基本概念：聚合物共混与高分子合金的概念，共混改性的主要方法，关于共混物形态的基本 概念，关于相容性的基本概念，聚合物共混物的分类。

聚合物共混物的形态：共混物形态的研究及制样方法，分散相分散状况的表征，共混物的相 界面，影响聚合物共混物形态的因素 共混物的性能：共混物性能与单组分性能的关系式，共混物溶体的流变性能，共混物的力学 性能，共混物的其它性能 共混过程、共混工艺与共混设备：简单混合与分散混合，分散相的分散过程与聚集过程，控 制分散相粒径的方法，两阶共混分散历程，剪切应力对分散过程的影响，共混设备简介，共 混工艺因素对共混物性能的影响 共混组分的相容性与相容化： 相容热力学， 相容性的测定与研究方法， 提高相容性的方法 （相 容化） 3. 聚合物共混的应用 通用塑料的共混改性：聚氯乙烯（PVC） ，聚丙烯（PP） ，聚乙烯（PE） ，聚苯乙烯（PS）的共 混改性 工程塑料的共混改性： 聚酰胺 （PA） ， 聚碳酸酯 （PC） ， PET、 PBT， 聚苯醚 （PPO） ， 聚甲醛 （POM） ， 高性能工程塑料的改性 4. 填充改性及纤维增强复合材料 填充剂的种类，增强纤维的种类，填充体系性能及填充改性机理 纤维增强复合材料：热固型树脂基纤维增强复合材料，热塑性树脂基纤维增强复合材料 5. 表面改性 等离子体表面改性：改性方法，改性机理，及其在聚合物表面改性中的应用 表面化学改性：碱洗含氟聚合物，酸洗聚烯烃、ABS 和其它聚合物，碘处理，其它化学处理 光接枝聚合改性：表面光接枝的化学原理，表面光接枝最新进展 难粘聚合物表面改性 偶联剂在表面改性中的应用 6.材料的加工性质 聚合物材料的可加工性：聚合物的可挤压性、聚合物的可模塑性、聚合物的可纺性、聚合物 的可延性。

聚合物在加工过程中的粘弹行为： 聚合物的粘弹性形变与加工条件的关系、 粘弹性形变的滞 后效应 7.聚合物的流变性质 聚合物熔体的流变行为：牛顿流体及其流变方程、非牛顿流体及其流变行为、热塑性和热固 性聚合物流变行为的比较 影响聚合物流变行为的主要因素：温度对粘度的影响、压力对粘度的影响、粘度对剪切速率 或剪应力的依赖性、 聚合物结构因素和组成对粘度的影响 8.聚合物液体在管和槽中的流动 在简单几何形状管道内聚合物液体的流动： 聚合物液体在圆管中的流动、 聚合物液体在狭缝 通道中的等温流动，聚合物的拖曳流动和收敛流动 聚合物液体流动过程的弹性行为： 端末效应、不稳定流动和熔体破裂现象 聚合物液体流动性测量方法简介：毛细管粘度计、旋转粘度计、落球粘度计 9.聚合物加工过程的物理和化学变化 成型加工过程中聚合物的结晶： 聚合物球晶的形成和结晶速度、 加工成型过程中影响结晶的 因素、聚合物结晶对制件性能的影响 成型加工过程中聚合物的取向：聚合物及其固体添加物的流动取向、聚合物的拉伸取向、影 响聚合物取向的因素、取向对聚合物性能的影响 加工过程中聚合物的降解： 加工过程中聚合物降解的机理、 加工过程中各种因素对降解的影 响，加工过程对降解作用的利用与避免。

加工过程中聚合物的交联：聚合物交联反应的机理、影响聚合物大分子交联的因素 （二）基本要求 1. 概论 了解高分子共混物的定义，概念，术语等相关入门基础知识，聚合物共混物和复合物的发展 历史，研究进展，未来动向； 2．高分子共混体系的相容性 热力学和动力学两方面分析相容体系和相分离体系的实质 掌握用测量玻璃化转变温度判别 相容性的原理和应用 3．聚合物共混物的形态结构 掌握高分子共混物相界面的形态，了解形态结构的测试方法 4. 高分子共混物，复合物的物理性质 掌握高分子共混物，复合物的力学性能 5.正确理解下列术语并进行分析 聚合物加工、可模压性、可挤出性、可纺性、可延性、熔融指数；压力流动、收敛流动、拖 曳流动、柱塞流动、时间依赖性液体、触变性液体、震凝性液体、切力变稀、切力增稠、表 观粘度、表观剪切速率、拉伸粘度、拉伸流动；端末效应、不稳定流动；内润滑剂、塑炼、混炼；挤出成型、压延成型等 6.正确理解聚合物加工中的理论： 聚合物材料的可加工性，聚合物在加工过程中的粘弹行为；聚合物熔体的流变行为，影响聚 合物流变行为的因素；聚合物液体在简单几何形状管道内聚合物液体的流动，聚合物液体流 动过程的弹性行为，聚合物液体流动性测量方法；成型加工过程中聚合物的结晶、取向、降 解、交联以及对制品性能的影响。

（三）学时分配 本课程的教学时数为 32 学时，课内学时分配如下表： 教学环节 学时 讲 授 主 要 内 容 学 时 小 计 1.绪论 2 2 2.共混改性基本原理 6 6 3.聚合物共混的应用 4 4 4.填充改性及纤维增强复合材料 2 2 5.表面改性 4 4 6.材料的加工性质 2 2 7.聚合物的流变性质 2 2 8.聚合物液体在管和槽中的流动 6 6 9.聚合物加工过程的物理和化学变化4 4 合计 32 32 （四）课程内容的重点、难点 1.聚合物的流变性质 重点：温度对粘度的影响、压力对粘度的影响、粘度对剪切速率或剪应力的依赖性、聚合物 结构因素和组成对粘度的影响 2.聚合物液体在管和槽中的流动 重点：聚合物液体在圆管中的流动、聚合物液体在狭缝通道中的等温流动 难点：聚合物的拖曳流动和收敛流动 3.聚合物加工过程的物理和化学变化 重点：成型加工过程中聚合物的结晶和成型加工过程中聚合物的取向 难点：聚合物及其固体添加物的流动取向、聚合物的拉伸取向 4.共混改性基本原理 重点：围绕聚合物共混以及聚合物合金、共混物形态、影响共混形态的因素、共混形态与共 混物性能的相关性等问题进行阐述，使学生了解共混改性对聚合物性能的意义。

难点：共混物形态以及影响因素，共混过程及其工艺控制 5. 聚合物共混的应用 本章重点：通过通用塑料、工程塑料和橡胶共混改性的实际应用情况介绍，使学生了解常见 聚合物共混的基本技术，以及目前各种聚合物共混技术的研究进展和在工业上的应用情况 难点：常见共混改性的配方和工艺掌握 6.填充改性及纤维增强复合材料 重点： 介绍聚合物填充改性所用的增强剂和增强纤维的增强作用机理， 使学生了解填充改性 增强复合材料的基本工艺和性能 难点：不同填充改性体系的特点及其改性机理 7.表面改性 重点：主要介绍聚合物表面改性的各种技术，重点等离子表面改性和表面化学改性，同时向 学生介绍表面改性技术的最新研究进展 难点：聚合物表面改性的原理与改性效果的相关性 三、课程改革与特色 本课程使用多媒体教学和网络教学 在课程中利用网络对教学内容适时更新， 做到教学与科 研的互动；本门课程引用了大量与课程有关的实例，增加了教学内容，加强学生对书本知识 的掌握；在课程中的适当章节增加学生讨论环节，提高学生的学习兴趣 四、推荐教材及参考书 推荐教材： 《高分子材料改性》主编：戚亚光，薛叙明，化学工业出版社，2005.1 《聚合物改性》 ，主编：王国全，出版社：中国轻工业出版社，出版或修订时间：2002 年 参考书： 《塑料改性》 ，主编：段予忠，出版社：科学技术文献出版社，出版或修订时间：1998 年 《弹性体的化学改性》 ，主编：图托尔斯基，出版社：中国石化出版社，出版或修订时间： 1998 年 《聚合物成型原理与技术》 ，主编：益小苏，出版社：化学工业出版社，出版或修订时间： 2002 年 《高分子材料的制备与加工》 ，主编：益小苏，出版社：浙江大学出版社，出版或修订时间： 1997 年 “Polymer Processing”，主编：J.M.Mckelvey，出版社：Wiley，出版或修订时间：1982 年 《塑料加工基础》 ，主编：丁浩，出版社：上海科学技术出版社，出版或修订时间：1981 年 执 笔：刘晓芳 日 期：2006.5 审 阅：魏铭、张光旭 日 期：2006.9 审 定： 日 期： 。