高分子材料与工程实习报告范本.docx

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高分子材料与工程实习报告范本

南京林业大学

认知实习报告

学院：

理学院

专业：

高分子材料与工程

姓名：

陈凯

学号：

101102203

指导老师：

陈泳

实习时间：

2012年10月22日——2012年10月28日

实习地点：

南京林业大学校内

一、实习目的和意义

二、实习内容

“聚氨酯材料”讲座

“玻璃钢复合材料”讲座

“玻璃钢复合材料”讲座

参观实验室

三、认知实习总结

一、实习目的和意义

通过认识实习，使学生了解高分子材料的一些典型成型方法，了解高分子材料的应用领域。

通过认识实习，学生应该将正在学习的聚合物加工基础、塑料橡胶成型原材料、塑料橡胶成型工艺与设备等专业理论知识与生产实际相结合，进一步理解和深化过去学到的知识为即将要学习塑料橡胶模具设计等课程积累生产实践经验。

二、实习内容

“聚氨酯材料”讲座

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,英文名称是polyurethane，CASNo.：

51852-81-4分子式：

（C10H8N2O2·C6H14O3）x，它是一种高分子材料。

聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”是主链上含有重复氨基甲酸酯基团（NHCOO）的大分子化合物的统称。

它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。

反应式如下：

-N=C=O+HO-→-NH-COO-，聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、酯、脲、缩二脲,脲基甲酸酯等基团。

（氰酸说明:

H—O—C≡N（正）氰酸H—N＝C＝O（异氰酸）有（正）氰酸和异氰酸两种。

游离酸是二者混合物，未曾分离开业，但其酯类则有两种形式。

氰酸是有挥发性和腐蚀性的液体。

有强烈的乙酸气味。

密度1.14。

沸点23.6℃。

在水溶液中显示极强酸性。

性不稳定，容易聚合。

水解时生成氨和二氧化碳。

与醇类作用时生成氨基甲酸酯。

（正）氰酸酯R—O—C≡N易聚合，并易水解，很难得到纯态物。

异氰酸酯R—N＝C＝O或O＝C＝N—R—N＝C＝O，一般是带有不愉快气味的液体。

氰酸可由氰尿酸经加热分解而制得。

）

聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。

根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。

聚醚型聚氨酯主要是针对制备聚氨酯材料中的多元醇定义的，即制备聚氨酯的多元醇完全由聚醚型多元醇或者是在该体系中占有绝大部分。

聚醚多元醇分子结构中，醚键内聚能低，并易旋转，故有它制备的聚氨酯材料低温柔顺性能好，耐水解性能优良，虽然机械性能不如聚酯型聚氨酯，但原料体系粘度低，易与异氰酸酯、助剂等组份互溶，加工性能优良。

聚酯多元醇一般所指的是由二元羧酸与二元醇等通过缩聚反应得到的聚酯多元醇。

广义上是含有酯基（COO）或是碳酸酯基（OCOO）的多元醇。

聚氨酯泡沫塑料应用广泛。

软泡沫塑料主要用于家具及交通工具各种垫材、隔音材料等；硬泡沫塑料主要用于家用电器隔热层、屋墙面保温防水喷涂泡沫、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等；半硬泡沫塑料用于汽车仪表板、方向盘等。

市场上已有各种规格用途的泡沫塑料组合料（双组分预混料），主要用于（冷熟化）高回弹泡沫塑料、半硬泡沫塑料、浇铸及喷涂硬泡沫塑料等。

聚氨酯泡沫，一旦燃烧就会产生含有剧毒氰化氢的气体，人如果吸入一口就会中毒死亡。

（乙醚

1．将乙醇与浓硫酸混合物加热到140℃时可发生分子间脱水生成产物乙醚.浓硫酸在这里作脱水剂\催化剂。

2．方程式：

2CH3-CH2-OH—浓H2SO4催化并于140℃→CH3-CH2-O-CH2-CH3+H2O）

1937年德国OttoBayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化合物进行加聚反应可制得聚氨酯，并以此为基础进入工业化应用，英美等国1945～1947年从德国获得聚氨酯树脂的制造技术于1950年相继开始工业化。

日本1955年从德国Bayer公司及美国DuPont公司引进聚氨酯工业化生产技术。

20世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步，近十几年发展。

西方发达国家聚氨酯行业早已进入成熟发展时期，进入创新研究发展阶段；亚洲市场增长迅速，众多跨国化工企业已将业务重点和研发中心纷纷转移至亚洲甚至中国市场；中东地区聚氨酯市场发展尚处起步阶段。

总的来说，由于近十几年国民经济的高速发展，中国聚氨酯工业，包括从基本原料到制品和机械设备，已具有相当的规模。

近十年来，虽然中国聚氨酯的年均增长率为GDP的两倍，但中国人均聚氨酯的消费量仍未达到世界平均水平。

2004年中国人均MDI的消费量为0.35千克，而世界平均水平为0.51千克。

按人均GDP发展和聚氨酯增长率推算，中国聚氨酯产业仍处于快速增长时期。

未来中国聚氨酯工业的发展将主要受五大方面的拉动，即人口总量、汽车工业、建筑节能、环保要求的提高以及休闲娱乐业。

“十一五”期间中国PU产品消费量，将保持15%的年平均增长率，届时，中国将是全球最大PU产品制造和消费中心。

“玻璃钢复合材料”讲座

玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料，俗称FRP（FiberReinforcedPlastics），即纤维增强复合塑料。

玻璃钢的含义就是指玻璃纤维作增强材料、合成树脂作粘结剂的增强塑料，国外称玻璃纤维增强塑料。

玻璃钢事业的发展，作为塑料基的增强材料，已由玻璃纤维扩大到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等，无疑地，这些新型纤维制成的增强塑料，是一些高性能的纤维增强复合材料，再用玻璃钢这个俗称就无法概括了，通常采用玻璃钢复合材料。

根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料（GFRP），碳纤维增强复合塑料（CFRP），硼纤维增强复合塑料等。

它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。

纤维增强复合材料是由增强纤维和基体组成。

纤维（或晶须）的直径很小，一般在10μm以下，缺陷较少又较小，断裂应变约为千分之三十以内，是脆性材料，易损伤、断裂和受到腐蚀。

基体相对于纤维来说，强度、模量都要低很多，但可以经受住大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。

复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起，组成另一种能满足人们要求的材料，即复合材料。

单一种玻璃纤维，虽然强度很高，但纤维间是松散的，只能承受拉力，不能承受弯曲、剪切和压应力，还不易做成固定的几何形状，是松软体。

如果用合成树脂把它们粘合在一起，可以做成各种具有固定形状的坚硬制品，既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。

这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。

由于其强度相当于钢材，又含有玻璃组分，也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，象玻璃那样。

纤维增强材料的材料特性，导致其常用的基本成型工艺有如下几种：

手糊成型工艺、拉挤成型工艺、缠绕成型工艺、模压成型工艺。

手糊成型工艺又称接触成型，是树脂基复合材料生产中最早使用和应用最普遍的一种成型方法。

手糊成型工艺是以加有固化剂的树脂混合液为基体，以玻璃纤维及其织物为增强材料，在涂有脱模剂的模具上以手工铺放结合，使二者粘接在一起，制造玻璃钢制品的一种工艺方法。

基体树脂通常采用不饱和聚酯树脂或环氧树脂，增强材料通常采用无碱或中碱玻璃纤维及其织物。

在手糊成型工艺中，机械设备使用较少，它适于多品种、小批量制品的生产，而且不受制品种类和形状的限制。

  手糊成型工艺的流程是：

先在清理好或经过表面处理的模具成型面上涂抹脱模剂，待充分干燥好后，将加有固化剂（引发剂）、促进剂、颜料糊等助剂并搅拌均匀的胶衣或树脂混和料，涂刷在模具成型面上，随后在其上铺放裁剪好的玻璃布（毡）等增强材料，并注意浸透树脂、排除气泡。

重复上述铺层操作，直到达到设计厚度，然后进行固化脱模。

手糊成型工艺所用的设备较少，制作模型的设备有木工车床、木工刨床、木工圆锯；脱模一般会用到空气压缩机、吊装设备等。

拉挤成型工艺是通过牵引装置的连续牵引，使纱架上的无捻玻璃纤维粗纱、毡材等增强材料经胶液浸渍，通过具有固定截面形状的加热模具后，在模具中固化成型，并实现连续出模的一种自动化生产工艺。

  对于固定截面尺寸的玻璃钢制品而言，拉挤工艺具有明显的优越性。

首先，由于拉挤工艺是一种自动化连续生产工艺，与其它玻璃钢生产工艺相比，拉挤工艺的生产效率最高；其次，拉挤制品的原材料利用率也是最高的，一般可在95％以上。

另外，拉挤制品的成本较低、性能优良、质量稳定、外表美观。

由于拉挤工艺具有这些优点，其制品可取代金属、塑料、木材、陶瓷等制品，广泛地应用于化工、石油、建筑、电力、交通、市政工程等领域。

  增强材料（玻璃纤维无捻粗纱、玻璃纤维连续毡及玻璃纤维表面毡等）在拉挤设备牵引力的作用下，在浸胶槽充分浸渍胶液后，由一系列预成型模板合理导向，得到初步的定型，最后进入被加热了的金属模具，模具高温的作用下反应固化，从而可以得到连续的、表面光洁、尺寸稳定、强度极高的玻璃钢型材。

实现拉挤工艺的设备主要是拉挤机，拉挤机大体可分为卧式和立式两类。

一般情况下，卧式拉挤机结构比较简单，操作方便，对生产车间结构没有特殊的要求。

而且卧式拉挤机可以采用各种固化成型方法（如热模法、高频加热固化等），因此它在拉挤工业中应用较多。

立式拉挤机的各工序沿垂直方向布置，主要用于制造空心型材，这是由于在生产空心型材时芯模只能一端支承，另一端为自由无支承端，因此立式拉挤机不会因为芯模悬臂下垂而造成拉挤制品壁厚不均匀；这种拉挤机由于局限性较大，生产的产品单一，己经不再使用。

无论是卧式还是立式拉挤机，它们都主要由送纱装置、浸渍装置、成型模具与固化装置、牵引装置、切割装置等五部分组成，它们对应的工艺过程分别是排纱、浸渍、入模与固化、牵引、切割。

纤维缠绕工艺是树脂基复合材料的主要制造工艺之一。

是一种在控制张力和预定线型的条件下，应用专门的缠绕设备将连续纤维或布带浸渍树脂胶液后连续、均匀且有规律地缠绕在芯模或内衬上，然后在一定温度环境下使之固化，成为一定形状制品的复合材料成型方法。

维缠绕机是纤维缠绕技术的主要设备，纤维缠绕制品的设计和性能要通过缠绕机来实现。

按控制形式缠绕机可分为机械式缠绕机、数字控制缠绕机、微机控制缠绕机及计算机数控缠绕机，这实际上也是缠绕机发展的四个阶段。

目前最常用的主要是机械式和计算机数控缠绕机。

纤维缠绕机是纤维缠绕工艺的主要设备，通常由机身、传动系统和控制系统等几部分组成。

辅助设备包括浸胶装置、张力测控系统、纱架、芯模加热器、预浸纱加热器及固化设备等。

热固性模压成型是将一定量的模压料加入预热的模具内，经加热加压固化成型塑料制品的方法。

其基本过程是：

将一定量经一定预处理的模压料放入预热的模具内，施加较高的压力使模压料填充模腔。

在一定的压力和温度下使模压料逐渐固化，然后将制品从模具内取出，再进行必要的辅助加工即得产品。

模压成型工艺主要分为压制前的准备和压制两个阶段。

成型设备由浸胶机、预浸料机组、片状模塑料机组、压机构成。

其中压机是模压成型的主要设备。

压机的作用是提供成型时所需要的压力以及开模脱出制品时所需的脱模力，现大多采用液压机。

“木塑复合材料”讲座

木塑复合材料（Wood-PlasticComposites,WPC）是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。

主要用于建材、家具、物流包装等行业。

将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压木塑复合板材。

　木塑复合材料的基础为高密度聚乙烯和木质纤维，决定了其自身具有塑料和木材的某些特性。

它具有良好的加工性能、强度性能、优良的可调整性能、具有耐水、耐腐性能、具有紫外线光稳定性、着色性良好、原料来源广泛等优点，更重要的是它无污染无毒害，可循环利用，符合当今社会的可持续发展要求。

随着对木塑复合材料的研发，生产木塑复合材料的塑料原料，除了有高密度聚乙烯或聚丙烯以外，还有聚氯乙烯和PS。

工艺也由最早的单螺杆挤出机发展成第二代锥形双螺杆挤出机，再到由平行双螺杆挤出机初步造粒，再由锥形螺杆挤出成型，可以弥补难以塑化，抗老化性差、抗蠕变性差、色彩的一致性和持久性差和拉伸强度低的特点，徐州汉永塑料新材料有限公司在这方面取得了显著的成果。

参观实验室

周二上午在陈泳老师的带领下，高分子材料与工程专业的所有同学参观了我们系的实验室。

上午10点开始参观，老师带领我们参观了主楼一楼和三楼的实验室，为我们详细的介绍了各个实验仪器的工作原理、操作步骤及其应用，更重要的是还为我们讲了以后在写毕业论文，操作各项仪器时可能存在的问题，及其解决的办法。

在讲解的过程中，还穿插讲解了我们专业的前沿科技和发展前景。

认知实习总结

一周的实习很快就结束了，虽然我们没有外出，到生产基地去实习，但是通过在校内的三场讲座和参观本专业实验室还是使我们学到了很多课本上没有的知识。

通过这次认知实习更使我加深了对本专业的认知，高分子材料与工程专业面向方兴未艾的现代化新材料研发与生产领域,我们要培养成为能从事高分子材料的开发与研究，具备高分子材料与工程方面的知识，能在高分子材料的合成、改性、检测、设计与管理和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产与经营管理，具备基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，富有创新精神的高级工程技术人才。

实践是检验理论的唯一标准。

作为一个大学生，我们决不能容忍自己死读书，读死书，只是在理论上去分析而缺乏实践，理论知识永远都是为实践生产而服务的。

我相信：

只要我们肯动手动脑，再辅之以勤奋和坚持，必能不断提高我们的实干能力，必能不断的创新，为我国的材料事业发展与进步贡献出自己的一份力量。