《聚合物加工工程》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号： PSE3840T 课程中文名称：聚合物加工工程 课程英文名称： Polymer Processing Engineering 课程类别： 专业课 适用专业： 高分子材料与工程 开课学期： 春 总学时： 48学时（其中理论课48学时） 总学分： 3 预修课程（编号上化工机械基础、高分子化学、高分子物理 并修课程（编号）：聚合物制备工程、高分子材料、聚合物改性 本课程是高分子材料与工程本科专业的核心 专业课。课程系统讲授聚合物加工的基本方法、 加工原理、加工工艺及其进展，主要内容包括： 聚合物加工流变学基础知识，主要讲授应力张量 课程简介： 应变速率张量、流变学基础方程和牛顿流体的本 构方程等；聚合物加工成型方法、成型原理、成 型工艺过程、设备选型及制品质量控制等知识， 主要讲授混合与混炼、挤出、注射、压延和其他 成型等
建议教材： 赵素合主编.聚合物加工工程.北京轻工业出版 社，2001 【1】《高分子材料加工原理》，沈新元主编，中国 纺织出版社，2000.7 【2】《塑料成型工艺学》，黄锐主编，中国化工出 版社，2009.2 【3】《橡胶及塑料加工工艺》，张海、赵素合主编， 中国轻工出版社，2001 【4】《高分子材料成型加工》，周达飞、唐颂超主 参考书： 编，中国化工出版社，2000.5 【5】《Polymer Processing Fundamental》,Tim Osswald,Hanser Publishers,Munich,1998 【6】《Principles of Polymer Processing》, Second Edition,2006,Zehev Tadmor and Costas G Gogos 二、课程教育目标 通过教学使学生： 1.掌握聚合物加工的基本成型方法、基本原理，学会分析问题和 解决问题的基本方法
2.掌握聚合物加工流变学的基本概念，熟练地运用流变学原理分 析聚合物加工过程中的流动现象，掌握各种加工设备中聚合物的流场分 析方法、运用理论知识指导聚合物加工的设备选型。 3.了解聚合物在单螺杆挤出机中的运动分析，掌握固体输送理论、 熔融理论和熔体输送理论的基本概念和应用，会计算挤出机生产率、挤 出压力和挤出功率。 4.掌握双螺杆挤出机的结构和工作原理，了解不同类型双螺杆挤 出机的应用领域，学会正确选用双螺杆挤出机。 5.掌握注射成型设备的结构和工作原理，了解注射成型的工艺控 制特点。 6.掌握压延成型的设备和工作原理，能运用流场分析理论描述聚 合物熔体在压延机流道中的流动和变形情况，学会控制压延工艺过程和 确保制品质量的基本方法。 7.了解聚合物加工的其他方法，如挤出吹膜、中空吹塑成型、烧 结成型、旋转成型、搪塑成型、熔融纺丝等。 三、理论教学内容与要求 1、绪论（1学时) 知识点：聚合物加工的现状及发展。 2、聚合物加工流变学基础理论（11学时) (1)流变学基本概念简述 3
知识点：流动场中的连续介质的概念、应力、应变和应变速率 的描述 要求：掌握流动场中应力张量、应变张量、应变速率张量的 表达式及物理意义。 （2)流变学基础方程及本构方程 知识点：流变学基础方程：流动场的连续性方程、运动方程和 能量守恒方程的表达式、物理意义；本构方程：牛顿 流体本构方程的表达式及物理意义。 要求：掌握三大基础方程的表达式、物理意义。 (3)流变学基础方程的初步应用 知识点：利用基础方程和本构方程计算流体在简单流道中的流 动参数的量值和分布 要求：掌握平行平板流道和缝模流道的流变分析和流变参数 计算，学会应用流变知识分析聚合物加工中的流动和 变形的分析方法。 3.聚合物加工方法、原理分析及应用(32学时) (1)聚合物的混合及混炼(6学时) 知识点：聚合物的混合、混炼原理、工艺控制及其设备结构简 介 要求：了解聚合物加工中混合的重要性，掌握聚合物的混合 原理，了解几种常用的混合设备的结构、工作原理及 其应用范围。 4
(2)挤出成型(16学时) 知识点：单螺杆挤出机的结构与工作原理，固体输送理论，熔 融塑化理论，熔体输送理论。排气挤出机、双螺杆挤 出机的结构、工作原理及其应用。 要求：掌握单螺杆挤出机的结构与工作原理，理解固体输送 理论，熔融塑化理论，熔体输送理论并用该理论来分 析单螺杆挤出的影响因素和提高聚合物加工速率的方 法。了解排气单螺杆挤出机、双螺杆挤出机的结构、 工作原理及其应用。 (3)注射成型(4学时) 知识点：注射机的结构与工作原理，注射成型的工艺参数及其 控制。注射成型模腔内的流场分析 要求：了解注射机的结构与工作原理、注射成型的工艺参数 及其控制。学会对注射成型模腔内的流场进行分析。 (4)压延成型（6学时) 知识点：压延成型设备的结构与工作原理，压延过程中两辊之 间的流场分析、速度、温度、压延力、产量计算。 要求：了解压延成型设备的结构与工作原理，掌握压延过程 中两辊之间的流场分析方法，并学会对压延成型过程 中的速度场、温度场、压力分布、压延力进行计算。 (5)其它成型方法及景新成型方法进展（1学时) 知识点：了解聚合物加工的其他成型方法，如烧结成型、旋转 5
成型、搪塑成型、多层共挤出片材、薄膜、多层共挤 出吹塑中空制品，双向拉伸薄膜等。 要求：掌握聚合物加工的其他成型方法，通过参观实验室设 备和录像资料进行加工成型的广范围了解和对新型加 工成型方法的了解。 4、习题课及总复习（2学时) 5.考试（2学时) 四、作业 每个单元布置一次书面作业，作业总计8~10次 作业成绩占本课程总成绩的30%。 迟交或缺交的作业将影响作业成绩的评定。 五、考核方式 作业+闭卷考试。 六、成绩评定 成绩评定采取百分制。 成绩权重评定：作业占30%：期末考试占70%。 6