材料加工原理课件课件

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1、材料加工原理教授课程简介课程名称：MaterialsProcessingPrinciple学时：48授课对象：研究生授课安排：4学时/周（教学楼316）周二下午5－8节一、高分子科学的内涵及发展二、材料加工原理的研究内容三、课程讲授方法及学时分配Why?What?How?Introduction一、高分子科学的内涵及发展高分子工程高分子物理高分子化学高分子科学1、高分子科学的基本内涵（1）高分子化学的研究领域研究高分子的化学组成、结构、基元反应过程及合成机理。（2)高分子物理的研究领域研究材料的结构与性能间关系。涵盖

2、了高分子的链结构和凝聚态结构的概念和理论及其性能表征的手段等内容。二十世纪之前（天然材料－加工技术－应用研究初期）1516年西班牙探险家发现南美州人用NR制造球类、防雨制品、管材等1820年Hancock发明了塑炼机1839年Goodyear发明了硫化，硫化NR材料投入市场。模压成型机问世1845年古塔波胶和虫胶的发现，柱塞式挤出机开始应用(1)加工与材料相伴而生2、高分子加工工程的发展1879年英国科学家发明了第一台螺杆挤出机用于电线涂层1870年热塑性塑料－Celluloid研制成功，用于制作各种钮扣和装饰品，发

3、明注射机。在这一阶段高分子材料：NR、古塔波胶、虫胶、Celluloid塑料加工设备：开炼机、挤出机、注压注射机、模压成型机天然胶制品加工厂注压成型机二十世纪（合成高分子材料和加工技术的大发展期）1920年Standinger创立了大分子的概念，合成高分子快速发展30～80年代大批合成高分子（塑料、橡胶、纤维）问世如醋酸纤维素、PVC、PP、SBR、NBR、PA、EPDM、PE、IIR、CR等投入市场研究内容材料结构与性能的关系应用理论提出了聚合物的凝聚态结构、填充、交联、老化、力化学改性等理论二十世纪（合成高分子材

4、料、加工技术的大发展期）50～80年代加工技术材料结构应用性能研究内容：提出流变学、形态学的学科理论初步形成加工成型原理的基本理论范畴新的加工技术和设备问世如，Banbury密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、螺杆式注射成型机、真空成型、压延成型机组等成型机台相继投入使用单螺杆挤出机双螺杆挤出机螺杆往复式注射机螺杆式注射机立式注射机吹膜设备六维纤维缠绕机二十世纪末期80年代以后，直接合成新的聚合物的速度趋于缓和，通过共聚（无规、嵌段、接枝、互穿网络等）、共混（共混合金、填充、增强、反应共混等）方法进行改性以生产高性能

5、材料是研发的主体。二十世纪末期新的加工设备不断涌现：同向、异向双螺杆挤出机、气辅注射成型机、电磁振荡挤出机、传递模塑成型机组、磨盘式混合机。新的加工理论、技术和设备问世反应挤出提出反应加工理论反应注射反应混炼原位复合增强理论、纳米尺度材料的原位生成技术、纳米材料的分散和界面粘合理论。目前研究的几个新的理论和方法成型加工过程新理论（2）加工理论和技术的研究进展A成型加工过程的热力学理论C成型加工过程的力化学理论D成型加工过程的可视化技术E成型加工过程的复杂流体研究的应用数学F成型加工过程的计算机模拟理论A、聚合物气辅注

6、塑成型技术B、聚合物复合吹塑成型技术C、聚合物反应挤出、反应共混技术D、合成纤维成型新技术绿色粘胶纤维、纳米纤维和超细纤维E、电磁振动剪切成型原理及设备F、高分子基复合材料的微波增容技术以上的新理论和技术把高分子加工成型引向深层次。成型加工理论研究产生的新成果大规格双螺杆挤出机磨盘式混合机外形图中：1加料口，2动盘，3静盘，4输送螺杆，5旋转手柄，通过它可以调节施加给圆盘的压力，6其他介质入口，7软导管，8出料口，9惰性气体入口，10马达，11机台，12传动装置材料加工工程学科的发展将更明确地为人类社会探索、创造和应

7、用高分子新材料提供坚实的理论基础和加工技术。多门学科相互交叉、融合形成加工原理的基本内容。从学科交叉中求开拓，从联系生产实际中求发展。发展趋势:学科基础与应用研究相结合学科理论与工程研究相结合学术研究与工业发展相结合开创成型加工新的理论，指导开创新工艺和技术，设计先进的设备和机台。材料加工理论的发展趋势1、材料加工工艺的研究研究内容：材料结构的特点加工设备的特征配备相应的工艺条件制品的性能测定。研究方法：采用模糊处理的方法，评经验解决问题二、材料加工原理的研究内容及方法研究内容:研究加工过程参数与材料性能间的关系材料

8、结构参数(Tg、Tf、Td、Tm、粘度、M加工过程参数MW等）工艺参数(T、P、V、σ、τ）设备参数（容量、转速、几何形状尺寸）之间关系流变响应性能（η、γ或ε、形变速率）力学性能热学性能动态力学性能功能性能（光、电、磁、声）材料性能2加工原理的研究材料的相互作用参数（扩散、相容、界面作用等）研究方法：数学－－力学模型法化简真实加工过程简单过程