聚合物共混改性基本知识教学活动大纲.docx

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聚合物共混改性基本知识教学活动大纲

《聚合物共混改性原理》教学大纲

一、课程基本信息

课程名称（中、英文）：

《聚合物共混改性原理》

（PrincipleofPolymerBlending）

课程号：

300029020

课程类别：

专业必修课

学时：

32学分：

2

二、教学目的及要求

教学目的：

本课程从聚合物共混改性的原理出发，对聚合物共混物的分类、发展，聚合物共混物的相容性、形态学、界面设计、工艺设计、聚合物成型过程中共混物的形态结构变化、聚合物共混物的性能、以及填充及增强改性的方法、构成、形态及界面、结构与性能等方面进行详细的分析和阐述。

使学生对聚合物的共混改性的基本原理和方法有一个全面的认识，并了解共混改性发展的一些最新进展。

教学要求：

了解聚合物共混改性的目的、意义，掌握聚合物共混物的分类、制备方法，掌握聚合物共混改性的基本原理以及理论，了解聚合物的共混改性方面的应用和发展，能初步学会运用基本方法来设计、制备聚合物共混物，解决改性聚合物实践中遇到的实际问题。

对毕业要求及其分指标点支撑情况：

（1）毕业要求1，分指标点1.4；

（2）毕业要求2，分指标点2.2；

（3）毕业要求3，分指标点3.2.

三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配，并以下划线或*等方式注明重点、难点）

第一章|、引言3学时

介绍共混复合材料的分类、定义；共混改性的目的、意义；共混复合材料在国防、军用、汽车、建筑、电子电器，日常生活中的应用；教学内容和参考文献。

第二章、聚合物共混物相容性5学时

1、掌握聚合物共混体系相容性的基本概念，包括：

热力学相容性

2、工艺相容性；聚合物共混体系相图

（1）二元相图，LCST、UCST等类型相图；

（2）三元相图；

3、Flory-Huggings聚合物共混体系热力学理论

（1）理论的描述，假设条件、公式的推导等；

（2）影响聚合物共混体系相容性的因素

包括：

溶度参数

、共聚物的组成、极性、表面张力、结晶能力、粘度、分子量

第三章、聚合物共混物形态学2学时

3.1概述

3.2聚合物共混物形态结构的基本类型

3.3不同制备方法制备的共混物的形态结构

3.3.1机械共混物（非晶聚合物共混物、结晶聚合物共混物）

3.3.2.接枝共聚物（HIPS、ABS、MBS）

3.3.3嵌段共聚物（嵌段共聚反应、热塑性弹性体SBS的形态结构）

3.3.4互穿聚合物网络IPN（IPN的制备、IPN的形态结构特征）

第四章、聚合物共混物界面设计2学时

4.1概述

4.2聚合物共混物的界面

4.3共混物界面上的扩散与界面层结构

4.4改善界面层的方法

4.5相容性共混物

4.6不相容性聚合物共混物的增容

4.7橡胶增韧中的界面偶联作用

第五章、共混物的工艺实现3学时

5.1共混物的制备技术简介

5.1.1简单机械共混技术（物理共性）

5.1.2反应性共混技术

5.1.3共混-共混法

5.1.4IPN技术

5.1.5分子间特殊相互作用技术

5.2聚合物共混设备

5.2.1粉料共混设备

高速捏合机

Z形捏合机

5.2.2熔体共混设备

开炼机、密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机

第六章、成型加工中共混物的形态发展与结构变化3学时

6.1概述

6.2剪切引起的相容与相分离

6.3不相容性共混物在挤出过程中的形态发展

6.3.1计算机模拟

6.3.2实验论证

6.4动态应力场作用下共混物的形态控制与微相分离

6.5反应性共混挤出

第七章、聚合物共混物的性能3学时

7.1概述

7.2聚合物共混物性能与其组分性能的一般关系

均相共混物、单相连续的二元共混物、两相连续的二元共混物

7.3聚合物共混物的玻璃化转变

相容性共混物（Fox方程、Gordon方程）

不相容共混物、部分相容共混物

共混物玻璃化转变的自由体积模型、强度与形态结构的关系

7.4聚合物共混物的力学性能

7.4.1弹性模量（混合法则、Hashin方程、Kerner方程）

7.4.2共混物的拉伸性能

剪切屈服形变、银纹化

剪切带的产生、结构、性质及影响因素

影响共混物形变的因素（基体性质、应力、取向、橡胶含量等）

7.4.3共混物的冲击性能

橡胶的增韧机理

影响橡胶增韧的因素（基体树脂、橡胶含量、粒径、粒子间距、交联、粒子内树脂包容量、相容性等）

7.4.4共混物的其它性能

第八章、典型聚合物共混体系1学时

8.1PP/EPDM

8.2PVC/NBR

8.3ABC共混合金

8.4PC共混合金

8.5尼龙共混合金

第九章、聚合物的填充及增强改性概论1学时

9.1填料的定义及典型性质

本节从诸多文献中对填料定义的描述出发，分析历史上不同时期和不同的文献对于填料和填充改性的不同理解和阐述，介绍填料涉及的基本性质，使学生对聚合物中使用的填料的概念有一个完整准确的理解。

9.2填充及增强改性的意义

主要从填料用于改进聚合物的多种性能，同时可降低成本等方面来阐述填充和增强改性的意义，具体包括以下几个方面：

成本降低材料密度光学性质颜色表面性质热性质电性质磁性质渗透性机械性质化学反应性流变性形态材料耐久性环境影响等

9.3填充增强改性的应用和发展

1.通过列举实例来说明填料的主要品种和在聚合物中的应用状况

2.聚合物填充改性技术进展

从填料的制备技术，填充改性的混合混炼设备的改进，填充增强改性理论研究，填充改性的特殊应用等方面综述热塑性聚合物填充改性的进展。

内容：

填充改性基本概念、意义、发展现状及展望。

第十章、填料的种类及特性1.5学时

10.1填料的性质

内容：

填料的几何形态、表面形态，物理化学特性，表征方法

10.2常用填料品种及特性

内容：

常用填料品种、性能

10.3功能性填料

内容：

阻燃性填料，导电性填料，导热性填料，抗辐射填料等

第十一章、填料的表面处理改性1.5学时

11.1表面处理剂及作用机理

11.2表面处理剂的分散包覆技术

11.3填料的其他表面改性方法

第十二章、聚合物的增容改性1.5学时

12.1化学改性

各种化学改性方法的原理和改性产物的性能及在聚合物的增容改性方面的应用；

12.2表面改性

主要表面改性方法的原理和改性产物的性能及在聚合物的增容改性方面的应用；

12.3辐照改性

主要辐照改性概念及设备和辐照改性方法在聚合物的增容改性方面的应用。

第十三章、填充聚合物的制备与性能1.5学时

1、填充塑料的构成

构成填充塑料的组分及其作用

2、填充塑料的形态

填充塑料的形态形式以及影响填充塑料的形态的主要因素。

3、填充塑料中填料与树脂的界面

3.1填充塑料中填料与树脂界面的形成、结构以及破坏形式。

3.2填充塑料中填料与树脂界面的作用机理以及设计思想。

3.3填充塑料中填料与树脂界面的表征

4、填充聚合物的性能

4.1填充聚合物的加工性能

4.2填充聚合物的性能的物理化学性能

4.3刚性粒子填充塑料的增韧与增强

第十四章、热塑性聚合物的增强改性3学时

本章从热塑性聚合物增强改性的意义入手，从增强材料的特性及表面处理，短纤维增强聚合物的机理和工艺方法，连续纤维增强聚合物的制备和发展，增强聚合物的界面设计与控制等几方面讨论热塑性聚合物增强的特点和工艺原理。

本章分四节，具体内容如下：

14.1增强材料的种类与特性

主要涉及玻璃纤维，碳纤维，金属纤维，硼纤维，晶须等主要增强材料的物理化学特性，表面处理方法等。

14.2短纤维增强热塑性聚合物复合材料

本节是本章的重点。

内容包括短纤维增强热塑性聚合物的机理，强度预测，制备方法。

短纤维增强聚合物复合材料的制备方法，影响因素，制备过程中螺杆组合方式，螺杆组合方式的基本原理。

14.3连续纤维增强热塑性聚合物复合材料

介绍连续纤维增强热塑性塑料的发展概况，制备技术及应用。

14.4增强热塑性聚合物复合材料的界面控制与设计

探讨纤维增强热塑性复合材料界面优化的途径和方法

第十五章、聚合物纳米复合材料2学时

1、概述

2、制备聚合物纳米复合材料的无机物的种类

3、聚合物纳米复合材料的制备方法

4、聚合物纳米复合材料的特殊性能

5、聚合物纳米复合材料的结构

6、表征方法

7、应用

8、展望

四、教材（名称、作者、出版社、出版时间）

《聚合物共混改性原理》，傅强等编著，四川大学讲义

五、主要参考书

1、国家自然科学基金委员会，《自然科学学科发展战略调研报告（高分子材料科学）》，北京，科学出版社，1994

2、沈家瑞，贾德民编著，《聚合物共混物与合金》，广州，华南理工大学出版社，1999

3、O.Olabis等著,项尚田等译.《聚合物—聚合物溶混性》，化学工业出版社，1987

4、江明著.《高分子合金的物理化学》，四川教育出版社，1988

5、《反应挤出――原理与实践》，[美]马里诺.赞索斯

6、《塑料混合工艺及设备》，[美]DavidB.Todd

7、《双螺杆挤出机及其应用》，耿孝正

8、王耀先，《复合材料结构设计》，化工出版社。

9、邓如生，《聚酰胺数值及应用》，化工出版社

10、《弹性体的化学改性》，（俄）N.A.图托尔斯基Е.Э.波塔波夫А.Г.什瓦尔茨中国石化出版社1998

11、《表面改性与合金化》，J.M.波特等主编胡壮麒等译科学出版社1988

12、《塑料填充改性》，刘英俊刘伯元主编中国轻工业出版社1998

13、《塑料改性技术》，王经武著，化学工业出版社，2004/2出版

14、《塑料助剂生产技术与应用》，丁学杰，方岩雄著，广东科技出版社1999/12

15、《塑料添加剂手册》，R.根斯特，H.米勒著，化学工业出版社2000/1出版

六、成绩评定（注明期末、期中、平时成绩所占的比例，或理论考核、实践考核成绩所占的比例）

课程考试类型为考查，平时成绩（包括出勤、课堂提问与讨论等）占50%，案例分析及答辩成绩50%。