第四章 高分子材料的配方设计

高分子材料加工工艺 Polymer Processing Engineering
青岛科技大学材料科学与工程学院 材料物理教研室
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高分子材料加工工艺
第四章 高分子材料的配方设计
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Contents
高分子材料制品设计的一般原则和程序
高分子材料配方设计
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第四章 高分子材料的配方设计
需求是高分子材料研究、开发的原动力，汽车轻量化、火 车提速、宇宙揭秘、海洋开发等都对高分子材料提出了新的要 求。 研制新的高分子材料，实现产业化、开发产品的新价值， 造福于人类，是高分子材料科学与技术工作者的职责。另一方 面，高分子材料的性能是左右其工业价值的重要因素。 高分子化合物的结构与性能、材料的组成是影响材料性能的 主要因素；制造方法对材料性能具有一定的影响。
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在配方设计时，需注意以下因素对材料性能的影响： ? 制样条件(成型方法、成型条件、试样形状等) ---例:当采用注射成型、挤出成型和模压成型制作试样 时，成型压力依次递减，试样的分子取向程度也依次递减， 结果性能也不同； ---如:注射成型时，料筒和模具的温度越高，试样分子取 向的程度越低。 ---对于薄的试样，由于表面层所占的比例较大，其对拉伸 强度等的影响比厚试样的大。 ---对于结晶性高分子，成型条件不仅影响分子取向，而且 也影响结晶性，对性能的影响较显著。
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? 性能测试条件 如：升温速度、作用力的形式及速度)。 ?外界因素 如：温度、湿度、使用环境及光的波长等，如耐热性受氧 的影响大；耐候性受光，尤其是紫外光的影响显著。 一方面，制品对性能的要求是多方面的，也是干差万别 的；另一方面，测定的性能是受制样条件、测试条件及外界 因素等影响的相对值。 作为从事高分子材料成型加工技术人员必须了解这些影 响因素，并在制品的设计和配方设计时充分考虑到这些影 响。
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价格和对环境的影响也是两个必须考虑的因素。 在满足性能要求的前提下，价格是支配材料制品普及程 度(推广)的决定因素。对环境的影响，事关人类持续发展的 头等大事，同样制约了材料制品的推广应用(为人类社会乐 于接受并大量使用)的关键。 配方设计是一个富于挑战性的、专业性很强的技术工 作。因此，配方设计决不是各种原材料之间简单的、经验性 的组合，而是在对高分子材料结构与性能关系充分研究基础 上综合的结果。 一个好的制品，决不仅仅局限于配方设计，它还涉及成 型加工工艺设计及成型设备的选型，制品的外观设计及结构 设计、模具设计等。
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从严格意义上说，实际上是制品设计；而配方设计是其 核心部分。只有好的配方设计，再加上其他要素的配合，才 能获得好的制品。 4.1 高分子材料制品设计的一般原则和程序 一、制品设计：
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二、设计原则： 实用----按使用要求 高效----能够成型加工、加工性好、生产效率高 经济----成本低 三、设计程序： 由于可选择的高分子品种、牌号多样性，可采用成型加 工上艺和成型设备的可变性以及制品应用领域的特殊性，尤 其是高分子材料具有与金属材料、无机材料、非金属材料所 没有的独特性能，如粘弹性、受使用条件和环境影响的显著 性以及静态力学性能与动态力学性能较大的差异性等。 制品设计者只有透过现象，抓住本质，深刻认识制品设 计与高分子的性能、成型加工工艺的密切相关性，利用成型 加工技术对材料结构与性能的调节手段，才能充分发挥材料 的功能，以较小材料和能源消耗，获得优异材料制品。
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(1)根据制品的使用目的和用途。确定应具备的性能特点、 载荷条件、环境条件、成本限制、适用标准等，这是至关重要 的一环。 对于零部件，还应考虑与其他组装件之间的内在联系及在 整个产品中的地位与影响。同时应做好数据收集(包括高分子性 能数据、成型加工工艺的相关数据、应用数据等)，制定质量要 求(提出制品性能、分析影响主要性能的因素、使用环境、装 配、应用等)、预测需求(需求量和时间、成本水平和市场前景 等)。 (2)形状造型设计。主要考虑制品的功能、刚度、强度和成 型工艺等，应力求做到形状对称、造型轻巧、结构紧凑。画出 草图，了解哪些件能是必需的，哪些是可选择的；确定哪些尺 寸是规定的，哪些尺寸可变。
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(3)合理选材。在分析制品使用目的和用途对材料性能要 求与成型加工特点的基础上，选择多种候选材料，试制出样 品，经性能测试、收集用户使用意见后，通过比较分析，确 定制品最终选用的材料。 通常，选择并不是唯一的，而且每种材料各有优缺点， 选材时应做到在满足制品性能要求的前提下，“扬长避短、合 理使用”。在选材对应考虑与成型加工工艺的相互适应性。 (4)样品的初步设计。包括配方设计、工艺设计、结构设 计和模具设计等，涉及原材料、工艺、成本、质量等诸多因 素，务必统筹兼顾。 配方设计是根据制品的功能、用途、所处的环境和成型 加工对性能的影响，考虑到成本因素，确定高分子化合物与 添加剂的品种、规格和配比以及混合料的制备技术，配制出 符合性能要求的混合料。
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工艺设计是在对多种成型工艺探讨、比较的基础广，确 定技术可行、经济合理的成型工艺条件。 结构设计及模具设计是按使用要求，利用已有的公式或 计算机软件，对制品进行受力分析和结构设计，确定产品结 构形状造型和模具设计，画出模具加工图，确定模具加工工 艺条件。 (5)样品试制。在初步设计的基础上，对试制样品作整体 检验，通过试模，检验并分析样品的尺寸精度、粗糙度、成 型时间、成型难易程度、设计的合理性和是否存在应力集中 等，以获得多种不同方案的工艺条件和样品，供测试评价 用。
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(6)性能测试、定额测算及成本核算。由此确定技术质量 指标、测算班(台)产量及原材料、水电煤的消耗定额、成品 率，核定成本，得出理想的设计方案。如不符合制品要求， 则返回重新调整设计方案，再试验，一直到符合要求为止。 (7)制品合格后，编制设计说明书及有关技术文件包括原 材料标准及检验方法、生产流程、工艺操作规程、制品企业 标准及检验方法、环保及三废处理、车间布置及配套设施 等。
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4.2 高分子材料配方设计
制品对材料性能的要求 配方设计 配方的组成 配方的表示法
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4.2 高分子材料配方设计 一、制品对材料性能的要求 制品对性能的要求是多方面的，也是千差万别的，要满 足全部性能的材料是不存在的，也是不必要的，只能抓住主 要矛盾，用其所长，避其所短。 必要时也可进行共混或复合。 下表列出了高分子材料制品的各种主要性能，供选择用。
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高分子材料制品的主要性能
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二、配方设计 在一个优秀的配方设计中，高分子化合物通过与添加剂 的配合，以允许发挥其物理机械性能，改善成型加工性能， 降低制品成本，提高经济效益。因此，配方设门必须满足以 下基本原则： 1) 制品的性能要求； 2) 成型加工性能的要求； 3) 选用的原材料来源容易，产地较近，质量稳定可靠， 价格合理； 4) 配方成本应在满足上述三条的前提下，尽量选用质量 稳定可靠、价格低的原材料；必要时采用不同品种和价格的 原材料复配；适当加入填充剂，降低成本。
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配方设计的一般步骤为： 1)在确定制品性能和用途的基础上，收集高分子化合物 和添加剂等各种原材料的资料，初定产外形状、尺寸及各部 件的作用及成型加工方法。 如能利用已经建成的数据库，则资料将更充整，且获取时 也更便捷。 2)初选材料，并进行配方设计及试验，先可设计若干个配 方，进行小样压片试验过性能测试初定合格的配方，再进行 扩大试验，确定加工性能。 3)依获得的材料性能数据或凭经验，进行结构设计(壁厚及 其他尺寸)。 4)制成实物模型，进行实样试验或模拟试验。 5)再设计与再试验。如性能不合格，需再筛选配方。 6)依模型试验相制品成本，进行最终选材和配方设计。 7)材料规范化(原材料规格、牌号、产地、验收标淮、监测 项目和监测方法等)。
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配方设计要考虑的问题： 1、加什么？（选什么？） 2、加多少？ 3、协同效应。（相互影响） 总之，既要符合使用性能，又要适应加工性能。
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配方的制定是一个经验加理论的过程： 初始工作人员：要反复修改多次才得到一个配方； 经验工作人员：可能一次性得到合理配方； 现在已经发展到：计算机进行配方设计。
配方的指定过程：
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高分子专业毕业设计

毕业设计（论文） 题目： 子题： 专业：高分子材料指导教师： 学生姓名：班级-学号：高分子 年月

大连工业大学本科毕业设计（论文） 年产2300吨可冷弯PVC电工套管生产车间设计Annual production capacity of 2300 tons of cold-formed PVC electrical casing workshop design 设计（论文）完成日期20 年月日 学院：纺织与材料工程学院 专业：高分子材料 学生姓名： 班级学号： 指导教师： 评阅教师： 年月

摘要 本设计为年产2300吨可冷弯PVC电工套管的配方、工艺流程以及车间的设计，管材的规格为Φ40×2.2mm。其中本设计绪论部分对PVC树脂、PVC管材的发展现状与前景以及PVC电工套管做了简单的介绍；配方设计部分主要对树脂的选择、助剂的选择及最终配方的确定做了详细的介绍；工艺流程设计部分主要是对生产方法进行选择，对工艺流程进行设计；物料衡算部分主要是确定各步工序的物料量和树脂及各助剂的用量；设备选型部分是利用物料衡算计算出的结果来对所需的设备进行选择，组要确定型号和台数；机头设计部分是根据管材的直径及厚度来确定机头的尺寸；车间布置设计部分主要是将设备合理的布置在车间内及车间内房间的设计；车间辅助设施的设计主要是合理的安排电气照明、供暖及通风；能量衡算部分主要对电、水、煤的用量进行计算；最后确定了本设计的投资金额以及对效益的分析。 关键词：PVC；管材；工艺流程；机头设计

Abstract The project is the formula of process design and workshop designed, pipe specifications for Φ40 × 2.2mm for an annual output of 2,300 tons of cold-formed PVC electrical conduit,. Introduction part of this design for PVC resin, PVC pipe development status and prospects, as well as PVC electrical casing brief introduction; The part of the formulating of recipe resin selection, the choice of the additives, and the final formula to determine the detailed introduction; The part of process design is mainly for the selecte of producing methords and process design; Material Balance is mainly to determine the amount of the process materials and resins and additives; The part pf equipment selection is use the material balance calculations calculated results to choose the required equipment group to determine the model number and the number of units; The design for the handpiece is based on the diameter and thickness of the pipe to determine the size of the handpiece; The part of the workshop is mainly about how to arrange the equipment in an reasonable way and the arrangement for the rooms in the workshop; The designe of workshop ancillary facilities is about how to arrange the electrical lighting, heating and ventilation; Energy balance just calculating for the major amount of electricity, water, coal; Finally, determine the amount of investment in the design and analysis of effective. Key Words：PVC；Tubes and pipes；Process flows；Handpiece design

功能高分子材料讲义

第三章功能高分子材料 3．1 概述 功能高分子是高分子化学的一个重要领域，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。 3．1．1 功能高分子材料的概念和分类 高分子材料按其使用性能可以分为结构高分子材料和功能高分子材料，结构高分子材料具有较高的比刚度和比强度，可以代替金属作为结构材料，如我们熟知的工程塑料和聚合物基复合材料。 对功能高分子材料，目前尚未有明确的定义，一般认为是指

除了具有一定的力学功能之外还具有特定功能（如导电性、光敏性、化学性和生物活性等）的高分子材料，所谓材料的功能，从根本上说，是指向材料输入某种能量，经过材料的传输转换等过程，再向外界输出的一种作用。材料的这种作用与材料分子中具有的特殊功能的基团和分子结构分不开的。 请注意，不可将功能高分子和功能高分子材料混为一谈，这两者是有明显区别的。功能高分子材料从组成和结构上可以分为结构型和复合型两大类。结构型功能高分子材料是指在高分子链中具有特定功能基团的高分子材料，这种材料所表现的特定功能是由高分子本身的因素决定的。构成结构型功能高分子材料中的高分子叫功能高分子，而复合型功能高分子材料，是指以普通高分子材料为基体或载体，与具有某些特定功能（如导电、导磁）的其它材料进行复合而制得的功能高分子材料，这种材料的特殊功能不是由高分子本身提供的。 功能高分子材料涉及范围广、品种繁多，还未有统一的分类方法，一般按其使用功能来分类，大致可以分为以下几类：（1）化学功能高分子材料 主要包括离子交换树脂，高分子催化剂、高分子试剂、螯合树脂、高分子絮凝剂和高吸水性树脂等。

固体核磁共振在高分子材料分析中的研究12

固体核磁共振————在高分子材料分析中的研究 学院：纺织与材料学院 班级：高分子材料与工程09（1班） 姓名：钟慧 学号：40901020122

固体核磁共振在高分子材料分析中的研究摘要:简述固体核磁共振(NMR) 技术的特点及其在高分子材料分析中的研究进展,着重介绍其在结构表征与反应进程监视、材料机械性能测定、动力学过程及多组分高分子材料研究中的主要方法。 关键词:固体核磁共振;高分子材料;交叉极化;魔角旋转 1概述 自1945 年底美籍科学家Bloch 和Purcell 首次观测到宏观物质核磁共振(NMR) 信号以来，已过了60多年。在这60 年内,由于其在结构分析方面的特殊优势,NMR 理论和谱仪技术得到了迅速的发展和推广。到目前为止,NMR 技术已经在物理、化学、材料、生物和医学等多个学科得到了广泛的应用。NMR 波谱学研究的对象是原子核自旋。自旋核之间的偶极-偶极相互作用和标量耦合相互作用能够分别提供原子核间距或化学键二面角等分子几何信息,从而使从分子和原子水平上研究宏观物质成为可能。傅立叶变换核磁共振及二维核磁共振技术的出现,为固体核磁共振和核磁共振成像奠定了基础,是核磁发展史上的一大突破。而核磁共振成像的出现则使NMR 谱学扩展到医学领域。 除常用的测定有机化合物的结构、构型外,NMR 方法还可从原子、分子水平上揭示材料微观结构和功能间的关系。如催化剂表面活性中心及其与反应分子的相互作用机制;新材料制备过程中,各种元素的原子相互结合的机理;高分子材料中化学结构、晶态与非晶态、链运动、链构象等结构信息;纳米晶体或原子簇的聚集状态及导致其特殊的物理性质和产生量子化效应的原因;生物大分子的二级、三级结构等等。 在物理、化学、材料和矿物等方面的研究中,常常遇到无法溶解的固体样品。或者,需要了解样品在固体状态下的结构信息,如高分子链构象、晶体形状、形态特征等。这时就可以利用固体NMR 方法直接进行测试。 2 固体NMR 的特点 固体高分辨核磁共振(Solid-state High Resolution Nuclear Magnetic Resonance) 技术是一种重要的结构分析手段。它研究的是各种核周围的不同局域环境,即中短程相互作用,非常适用于研究固体材料的微观结构,能够提供非常丰富细致的结构信息,既可对结晶度较高的固体物质的结构分析,也可用于结晶度较低的固体物质及非晶质的结构分析。与X射线衍射、中子衍射、电子衍射等研究固体长程整体结构的方法互为补充。特别是研究非晶体时,由于其不存在长程有序,NMR 方法就更为重要,现在固体NMR 已广泛用于研究无机材料(如分

第四章 高分子材料的配方设计

高分子材料加工工艺 Polymer Processing Engineering
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第四章 高分子材料的配方设计
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高分子材料制品设计的一般原则和程序
高分子材料配方设计
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第四章 高分子材料的配方设计
需求是高分子材料研究、开发的原动力，汽车轻量化、火 车提速、宇宙揭秘、海洋开发等都对高分子材料提出了新的要 求。 研制新的高分子材料，实现产业化、开发产品的新价值， 造福于人类，是高分子材料科学与技术工作者的职责。另一方 面，高分子材料的性能是左右其工业价值的重要因素。 高分子化合物的结构与性能、材料的组成是影响材料性能的 主要因素；制造方法对材料性能具有一定的影响。
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在配方设计时，需注意以下因素对材料性能的影响： ? 制样条件(成型方法、成型条件、试样形状等) ---例:当采用注射成型、挤出成型和模压成型制作试样 时，成型压力依次递减，试样的分子取向程度也依次递减， 结果性能也不同； ---如:注射成型时，料筒和模具的温度越高，试样分子取 向的程度越低。 ---对于薄的试样，由于表面层所占的比例较大，其对拉伸 强度等的影响比厚试样的大。 ---对于结晶性高分子，成型条件不仅影响分子取向，而且 也影响结晶性，对性能的影响较显著。
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? 性能测试条件 如：升温速度、作用力的形式及速度)。 ?外界因素 如：温度、湿度、使用环境及光的波长等，如耐热性受氧 的影响大；耐候性受光，尤其是紫外光的影响显著。 一方面，制品对性能的要求是多方面的，也是干差万别 的；另一方面，测定的性能是受制样条件、测试条件及外界 因素等影响的相对值。 作为从事高分子材料成型加工技术人员必须了解这些影 响因素，并在制品的设计和配方设计时充分考虑到这些影 响。
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高分子材料毕业设计

ChuZhou Vocational Technology College 高分子材料应用技术专业 毕业论文 课题名称：多层共挤高阻隔薄膜的工艺流程 学号：QQ：359973519 班级：09级高分子材料应用技术 姓名： DChris 指导教师：老师好 2011年10月30日

目录 摘要 前言 第一章多层共挤高阻隔薄膜的概述 第一节高阻隔薄膜的概念及特点 1.1.1 概念 1.1.2 产品特点 1.1.3 应用方向 第二节高阻隔薄膜产品的成分 1.2.1 阻隔树脂 1.2.2 肉类包装膜（七层高阻隔薄膜）结构分析 1.2.3 EVOH的性能与特点 第三节肉类包装膜 1.3.1 肉品包装的必要性 1.3.2 肉类包装膜产品特点 第二章多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺 第一节多层共挤高阻隔薄膜的工艺介绍 2.1.1 生产工艺 2.1.2 工艺特点 第二节多层共挤高阻隔薄膜的生产原理及设备 2.2.1 原材料的选择和质量控制 2.2.2 生产设备（七层共挤吹塑薄膜的机组设备及型号）第三节肉类包装膜的生产工艺流程 2.3.1 多层共挤包装薄膜（肉类包装膜）成型原理 2.3.2 生产工艺 2.3.3 生产工艺流程示意图及设备 第四节影响阻隔性的主要因素 第三章多层共挤高阻隔薄膜的展望 第一节肉类高阻隔薄膜的发展趋势 3.1.1 肉类高阻隔薄膜的发展及展望 3.1.2 七层以上高阻隔共挤吹塑薄膜生产技术的发展趋势第四章多层共挤高阻隔薄膜的总结 指导老师评语 致谢 参考文献

多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺流程设计 摘要 本次的论文主要是讨论和研究多层共挤高阻隔薄膜的生产工艺及应用方向，并特别举例介绍目前市场上所销售的肉类包装膜（火腿肠），其外包装即为七层共挤薄膜，具有很强的阻气阻油性能，市场需求量也很大。在叙述生产过程的同时，也对高阻隔薄膜的前景进行了分析讨论，目前在我国,阻隔性包装薄膜处于推广使用的增长期,国内生产的阻隔性薄膜大多应用在低端产品的包装,性能优良的阻隔性薄膜还需要大量进口,因此市场发展空间很大。 关键词：多层高阻隔薄膜工艺 前言 改革开放几十年来,我国塑料包装行业得到稳步的高速发展,已经从一个初期分散性的行业发展成为独立的、产品门类齐全的现代化产业体系，对塑料制品的年均需求增长率在不断攀升。塑料制品行业成为了增长速度最快,是具有广阔发展前景的朝阳产业。其中,薄膜是用量最大的塑料包装材料,由于其无毒、质轻、包装美观、成本低的特点,因而应用领域在不断拓展,几乎渗透到工农产品和日常生活用品的各个方面,塑料包装薄膜行业的投资正在快速增长。因此,把握国际、国内塑料包装薄膜的技术和市场发展的总体趋势,对于审时度势地进行前瞻性正确决策具有重要现实意义。 随着社会的发展和人们生活水平的提高,产品的分类越来越细,对于产品的包装并不仅仅局限在视觉效果上,而是要根据产品的特点和市场的需求,朝功能化、多样化方向纵深开发。近年来,技术的进步使得塑料包装薄膜的功能化发展趋势日渐明显,高要求、高技术含量的塑料包装薄膜正成为许多企业的支柱产业和研发目标,其包装功能是多样的,除对一般薄膜的抗静电、抗粘连要求外,主要通过原材料、助剂或工艺的调整赋予包装薄膜某些特殊的功能,如适应香烟和饮料包装挺括性与紧贴性需要的热收缩性、适应蔬菜和水果包装需要的透气性、适应电子元件包装需要的导电性、适应可透视包装需要的高光学性能、适应金属设备和仪器包装需要的防锈性以及日益在食品、化妆品、医药方面广泛需要的阻隔性和抗菌性等,薄膜的功能化提高了产品的附加值。 其中阻隔性塑料包装薄膜是目前发展最快的功能薄膜之一。在我国,阻隔性包装薄膜处于推广使用的增长期,国内生产的阻隔性薄膜大多应用在低端产品的包装,性能优良的阻隔性薄膜还需要大量进口,因此市场发展空间很大。 近年来,在日本、欧洲阻隔性薄膜的消费量每年以10%左右的速度增长;而美国阻隔性树脂的消费年均增长13.6%,尽管在我国阻隔性薄膜只是近几年才引起薄膜生产企业的重视,但早已在食品、医药等行业得到广泛的应用,消费市场巨大,有很大的发展空间,发展速度也很快,国内许多相关企业都在根据人们的生活习惯和各类阻隔性包装的实际要求,认真研究相关的包装市场,找准切入点,以期有所收获。综观阻隔性材料的开发及其包装薄膜生产工艺技术的发展状况,笔者认为有一点应该引起我国相关部门的重视,无论是阻隔性原料树脂,还是阻隔性薄膜的生产设备和相关工艺技术,国内科研院所和企业的自主开发能力缺乏,严重依赖进口,国内绝大多数企业实际上还停留在来料加工的初级阶段,包装行业技术整体落后的局面依然

高分子 材料成型 本构方程

本构方程在高分子科学和高分子工程中的应用 (吴其晔，高分子材料流变学) 判断一个本构方程的优劣主要考察： 1)方程的立论是否科学合理，论据是否充分，结论是否简单明了。 2)一个好的理论，不仅能正确描写已知的实验事实，还应能预言至今未知，但可能发生的事实。 3)有承前启后的功能。例如我们提出一个描写非线性粘弹流体的本构方程，当条件简化时，它应能还原为描写线性粘弹流体的本构关系。 4)最后也是最重要的一条，即实验事实(实验数据)是判断一个本构方程优劣的出发点和归宿。实践是检验真理的唯一标准。 对高分子液体流变本构方程理论和实验规律的研究对于促进高分子材料科学，尤其高分子物理的发展和解决聚合物工程中(包括聚合反应工程和聚合物加工工程)若干重要理论和技术问题都具有十分重要的意义。 一则由于高分子材料复杂的流变性质需要精确地加以描述，二则由于高新技术对聚合物制品的精密加工和完美设计提出越来越高的要求，因此以往那些对材料流动性质的经验的定性的粗糙认识已远远不够。 众所周知，高分子结构研究(包括链结构、聚集态结构研究)以及这种结构与高分子材料作为材料使用时所体现出来的性能、功能间的关系研究始终是高分子物理研究的主要线索。与“静态”的结构研究相比，高分子“动态”结构的研究，诸如分子链运动及动力学行为、聚集态变化的动力学规律、

高分子流体的非线性粘弹行为等，更是近年来引人注目的前沿领域。按现代凝聚态物理学的概念，高分子体系被称为软物质(soft matter)或复杂流体(complex fluids)。所谓软物质，即材料在很小的应变下就会出现强烈的非线性响应，表现出独特的形态选择特征。这正是高分子流体的本征特点。如果能精确描述出高分子液体的复杂应力-应变关系，找出这种关系与材料的各级结构间的联系，无疑对高分子凝聚态理论的发展具有重要意义。 在高分子工程方面，当前各种各样新型合成技术及新成型方法、新成型技术(如反应加工成型、气辅成型、振动剪切塑化成型、特种纤维的纺制、新成纤技术等)陆续问世，在每一种技术发展过程中，研究高分子液体(熔体、溶液)的流动规律以及新工艺过程与高分子材料结构性能控制的关系，都是最重要的课题。高分子材料的特点之一是它们的物理力学性能不完全取决于化学结构。化学结构一定的高分子材料可以由于不同的聚集状态(凝聚态结构)而显示出不同性质。在工业上，这不同的凝聚态大多是由于不同的加工成型方法而造成的。因此采用流变本构方程精确地研究和设计成型方法和成型设备，通过在成型过程中对高分子形态的主动控制来获得性能更为优越的新型材料，是高分子工程中的重要热点课题。 要完成这些任务，仅有对高分子熔体和溶液的流动性质粗浅的认识(比如仅仅测量粘度)是不够的。取而代之的是要对大形变下高分子材料的反常的流变性质给出全面的定量的理性描写，要为解决高分子材料合成和加工中出现的流体动力学和应力分析问题提供一种解决问题的手段。目前，高分子流变学的基本原理和方法已深入到高分子科学研究和高分子材料合成和加工工程的各个领域。许多领域中，如高分子材料设计、配方设计、模

高分子材料分析与测试

期末复习作业 一、 名词解释 1. 透湿量 透湿量即指水蒸气透过量。 薄膜两侧的水蒸气压差和薄膜厚度一 定， 温度一定的条件下1山2聚合物材料在24小时内所透过的蒸 汽量（用 v 表示） 2. 吸水性 吸水性是指材料吸收水分的能力。 通常以试样原质量与试样失水 后的 质量之差和原质量之比的百分比表示； 也可以用单位面积的 试样吸收 水分的量表示；还可以用吸收的水分量来表示。 3. 表观密度 对于粉状、 片状颗粒状、 纤维状等模塑料的表观密度是指单位体 对于泡沫塑料的表观密度是指单位体积的泡沫塑料在规定温度 4、拉伸强度 在拉伸试验中， 保持这种受力状态至最终， 就是测量拉伸力直至 应 力，用 t 表示） 5、弯曲强度 试样在弯曲过程中在达到规定挠度值时或之前承受的最大弯曲 应力 （用 f 表示） 积中的质量（用 a 表示） 和相对湿度时的重量，故又称体积密度或视密度（用 a 表示） 材料断裂为止， 所承受的最大拉伸应力称为拉伸强度 极限拉伸

6、压缩强度 指在压缩试验中试样所承受的最大压缩应力。 它可能是也可能不 7、屈服点 应力—应变曲线上应力不随应变增加的初始点。 8、细长比 14、压缩应变 是试样破裂的瞬间所承受的压缩应力（用 e 表示） 指试样的高度与试样横截面积的最小回转半径之比（用 表示） 9、断裂伸长率 断裂时伸长的长度与原始长度之比的百分数（用 t 表示） 10、弯曲弹性模量 比例极限内应力与应变比值（用 E f 表示） 11、压缩模量 指在应力—应变曲线的线性范围内压缩应力与压缩应变的比值。 由于直线与横坐标的交点一般不通过原点， 因此可用直线上两点 的应力差与对应的应变差之比表示（用 E e 表示） 12、弹性模量 在负荷—伸长曲线的初始直线部分， 材料所承受的应力与产生相 应的应变之比（用 E 表示） 13、压缩变形 指试样在压缩负荷左右下高度的改变量（用 h 表示） 指试样的压缩变形除以试样的原始高度（用 表示）

高分子材料分析测试与研究方法复习材料.doc

一. 傅里叶红外光谱仪 1. 什么是红外光谱图 当一束连续变化的各种波长的红外光照射样品时，其中一部分被吸收，吸收的这部分光能就转变为分子的振动能量和转动能量；另一部分光透过，若将其透过的光用单色器进行色散，就可以得到一谱带。若以波长或波数为横坐标，以百分吸收率或透光度为纵坐标，把这谱带记录下来，就得到了该样品的红外吸收光谱图，也有称红外振-转光谱图 2. 红外光谱仪基本工作原理 用一定频率的红外线聚焦照射被分析的试样，如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线相同就会产生共振，这个基团就吸收一定频率的红外线，把分子吸收的红外线的情况用仪器记录下来，便能得到全面反映试样成份特征的光谱，从而推测化合物的类型和结构。 3. 红外光谱产生的条件 (1) 辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2) 辐射与物质间有相互偶合作用。 4. 红外光谱图的三要素 峰位、峰强和峰形 5. 红外光谱样品的制备方法 1) 固体样品的制备 a. 压片法 b. 糊状法: c. 溶液法 2) 液体样品的制备 a. 液膜法 b. 液体吸收池法 3) 气态样品的制备: 气态样品一般都灌注于气体池内进行测试 4) 特殊样品的制备—薄膜法 a. 熔融法 b. 热压成膜法

c. 溶液制膜法 6. 红外对供试样品的要求 ①试样纯度应大于98％，或者符合商业规格，这样才便于与纯化合物的标准光谱或商业光谱进行对照，多组份试样应预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱互相重叠，难予解析。 ②试样不应含水（结晶水或游离水） 水有红外吸收，与羟基峰干扰，而且会侵蚀吸收池的盐窗。所用试样应当经过干燥处理。 ③试样浓度和厚度要适当 使最强吸收透光度在5～20%之间 7. 红外光谱特点 1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低； 2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收；3）分子结构更为精细的表征：通过红外光谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构； 4）分析速度快； 5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品； 6）与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能； 7）可以进行定量分析； 二. 紫外光谱 1. 什么是紫外-可见分光光度法？产生的原因及其特点？ 紫外-可见分光光度法也称为紫外-可见吸收光谱法，属于分子吸收光谱，是利用某些物质对200-800 nm光谱区辐射的吸收进行分析测定的一种方法。紫外-可见吸收光谱主要产生于分子价电子（最外层电子）在电子能级间的跃迁。该方法具有灵敏度高，准确度好，使用的仪器设备简便，价格廉价，且易于操作等优点，故广泛应用于无机和有机物质的定性和定量测定。 2. 什么是吸收曲线？及其吸收曲线的特点？ 测量某种物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，可得到一条曲线，称为吸收光谱曲线或光吸收曲线，它反映了物质

浅谈聚合物配方设计

“十一五”期间，改性塑料行业的发展重点是通用塑料的工程化和工程塑料的高性能化，这两点目前在塑料改性行业里得到了各界同仁的一致认可。如何实现通用塑料的工程化和工程塑料的高性能化呢？这就需要塑料改性技术的创新，塑料技术创新中一个最重要的课题之一就是配方创新。配方创新和配方的设计是密不可分的，如何开发一个新产品，如何设计一个新配方，相信每个塑料改性企业和塑料改性技术人员都十分关心。本人多年在一线从事科研工作，我愿意结合自己的设计配方的经验和心得，同大家探讨和分享。 要设计一个好的塑料改性配方，成为一个真正的优秀技术人员，必须要有扎实的基本功。有了扎实的基本功，才能够进行技术创新。因此我在这里首先浅谈一下配方设计需要具备哪些基本功，供大家参考，不足请指正。 熟悉各种基础树脂的物性、用途以及相关背景 每种基础树脂都有其各自的特点，你只有熟悉它，了解它，才能用好它。这需要长期的基础学习和实践才能做到。在不同的配方里，根据不同的性能指标的要求，选择不同的基础树脂十分重要。这是在配方设计中的基础，譬如盖一栋房子，基础树脂就像是它的基石。因此，要想成功的设计一个配方，必须熟悉各种基础树脂的物性、用途以及相关背景。 （一）、熟悉各种基础树脂的物性 既然是熟悉，就不是一般的简单的了解，要求全面细致，以下举例说明： 例1：聚乙烯类塑料 聚乙烯是指由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物，英文名简称PE。PE的合成原料来自石油，自1965年以来一直高居世界树脂产量第一位。目前，聚乙烯的主要品种有：低密度聚乙烯（LDPE），高密度聚乙烯（HDPE），线性低密度聚乙烯（LLDPE），（超）高分子量聚乙烯（UHMWPE），金属聚乙烯（m-PE） 还有其改性品种： 乙烯—乙酸乙烯酯（EVA）氯化聚乙烯（CPE）。 1、聚乙烯类塑料的结构性能 PE为线性聚合物，属于高分子长链脂肪烃；分子对称无极性，分子间作用力小，力学性能不高、电绝缘性好、熔点低、印刷性不好。PE的结构规整，线性度高，因而易于结晶。结晶度从高到低排序：HDPE，LLDPE，LDPE。随结晶度的提高，PE制品的密度、刚性、硬度和强度等性能提高，但冲击性能下降。 （1） 一般性能：PE树脂为无味、无毒的白色粉末或颗粒，外观呈乳白色，有似蜡的手感；吸水率低，小于0.01%。PE膜透明，透明度随结晶度提高而下降。PE膜的透水率低但透气性较大，不适于保鲜包装而适于防潮包装。PE易燃，氧指数仅为17.4%，燃烧时低烟，有少量熔融滴落，火焰上黄下蓝，有石蜡气味。 PE的耐水性较好,制品表面无极性，难以粘合和印刷，须经表面处理才可改善。 （2）力学性能：PE的力学性能一般，其拉伸强度较低，抗蠕变性不好，耐冲击性能较好。PE的耐环境应力开裂性不好，但随分子量增大而改善。PE耐穿刺性好，并以LLDPE最好。 （3）热学性能：PE的耐热性不高，随分子量和结晶度的提高而改善。PE的耐低温性好，脆化温度一般可达-50℃以下；随分子量的增大，最低可达-140℃。PE的线膨胀系在塑料中属较大的。PE的热导率属塑料中较高的。 （4）电学性能：PE无极性，因此电性能十分优异。介电损耗很低，且随温度和频率变化极小。PE是少数耐电晕性好的塑料品种，介电强度又高，因而可用做高压绝缘材料。 （5） 环境性能：PE具有良好的化学稳定性。在常温下可耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀，具

高分子材料课程设计

2011级高分子材料课程设计题目：羟丙基纤维素合成 学院名称：材料工程学院 专业：化学工程与工艺 班级： 学号： 姓名： 指导教师姓名： 二零一四年六月

一、绪论 (1) 1．羟丙基纤维素发展简史 (1) 2．羟丙基纤维素的特性和结构式 (1) 3. 羟丙基纤维素的应用 (2) 3.1 HPC在医药工业的应用 (3) 3．2 HPC在食品工业中的应用 (4) 3.3 HPC在聚氯乙烯(PVC)悬浮聚合中的应用¨ (4) 3．4 HPC在建筑行业的应用 (5) 3.5 其他应用 (5) 二、羟丙基纤维素合成方法 (5) 2．1 非均相法 (5) 2．1．1 液相法 (5) 2．1．2 气相法 (7) 2．2 均相法 (7) 三、原料 (8) 四、有关设计参数 (8) 五、物料衡算 (9) 六、性能检测设计 (11) 1．温度对HPC 溶液流变性的影响 (11) 2. HPC 质量分数对HPC 溶液流变性能的影响 (12) 3. 醚化剂用量对HPC 溶液流变性能的影响 (13) 4. HPC 溶液的非牛顿指数 (14) 七、参考文献 (17)

一、绪论 1．羟丙基纤维素发展简史 纤维素是自然界最丰富的可更新资潭,自1973年世界上出现了石油涨价之后, 再一次引起了人们的重视.纤维素衍生种类很多. 一般可分为纤维素醋和纤维素醚两大类, 纤维素醚又可分 为离子型和非离子型. 轻丙基纤维索(H P C)是国外继乙墓纤维素( E C )、羚乙基纤维素( H E C )、经乙基甲基纤维素(H E M C )之后工业化生产较早的非离子型纤维索醚之一。国外离子型纤维素醚的生产和用量都很大, 可广泛应用于建筑、石油开采、涂料、食品及食品包装. 高分子合成医药辅料等各个行业, 其生产量约占纤维素醚总产量的一半左右. 发展速度远远超过离子 型纤维素醚类. 我国纤维素衍生物工业虽然已有几十年的发展史, 但除几 种纤维素醋和纤维素醚中的玫甲基纤维素钠( 离子型. 年产量 约3 万吨) 具有一定的生产规模外, 世界上用量越来越大的非 离子型纤维素醚, 产盘甚徽。因此, 我国的纤维素醚, 特别是非离子型纤维素醚的发展应引起有关部门和广大科技人员的高度 重视. 2．羟丙基纤维素的特性和结构式 羟丙基纤维素(HPC)是一种水溶性的非离子型纤维素醚，它是一种以天然纤维素为原料经化学改性制得的半合成型高分子 聚合物，HPC具有热塑性、胶结能力、乳化能力、发泡能力以及

高分子阻燃剂配方设计指导

高分子阻燃剂配方设计指导 评论:0 条查看:75 次zswinner发表于2008-04-14 07:28 高分子阻燃剂配方设计指导 美国加利福尼亚州最高的、坐落在洛杉矶商业金融区的第一州际银行62层豪华大厦，于88年5月4日晚10点38分发生火灾，这是洛杉矶市历史上最大的高楼火灾。大火直至5日凌晨2时30分才扑灭，大楼被烧掉整整五层，其余楼层损失惨重。《纽约时报》说：这场火灾给现代摩天大楼的消防和安全提出了新问题。 美国的高楼大厦，虽说是钢筋水泥结构，但室内大多铺满化纤地毯或塑料地板块，墙面贴塑料壁纸，再加泡沫海绵沙发和床垫，塑料遮阳百叶窗以及一些含化学原料的家具和用品都是易燃物。地毯起火后，温度高达两千华氏度，产生的烟雾很快能使人窒息中毒。 随着现代科学技术的飞速发展，塑料、橡胶、纤维等高分子材料已渗透到国民经济及日常生活的各个角落。由于绝大多数有机高聚物的易燃性，使它们在电气、交通、建材及家庭等领域应用时的防火安全问题也日益显得突出。对于高分子材料的阻燃问题已引起许多国家的普遍关注，如美国、日本等发达国家已陆续建立起许多有关高分子材料的阻燃法规和标准，并不断地严格、升级。因此，大大刺激了阻燃剂的研制和开发。阻燃剂已成为精细化工产品家族中很重要的一员。本文拟就各种阻燃剂及对阻燃剂的评价和应用作一介绍。 一、阻燃剂的类型 原则上，能够阻止高聚物材料燃烧的物质都可选作阻燃剂。但实际上，除阻燃性外，阻燃剂还必须具备下列条件： 1）热分解温度要高于高聚物的加工温度（大约高出60℃左右）。 2）相溶性好。能够与高聚物均匀混合，不析出。 3）对其施加对象的其他性能无严重不良影响。如机械性能、加工性能、熔融指数及各项强度等。 4）生产成本低、无毒，燃烧时不释放有毒和腐蚀性气体。

高分子工厂设计初稿

目录 第一章总体规划.......................................................................... 错误!未定义书签。 概述............................................................................................................错误!未定义书签。 项目名称............................................................................................错误!未定义书签。 项目设计单位....................................................................................错误!未定义书签。 项目负责人........................................................................................错误!未定义书签。 项目拟建地区..................................................................................错误!未定义书签。 项目背景..................................................................................................错误!未定义书签。 聚氯乙烯简介....................................................................................错误!未定义书签。 国内发展情况..................................................................................错误!未定义书签。 国外发展情况..................................................................................错误!未定义书签。 项目可行性................................................................................................错误!未定义书签。 市场前景............................................................................................错误!未定义书签。 技术的成熟性..................................................................................错误!未定义书签。 可行性研究报告编写依据................................................................错误!未定义书签。第二章市场调查和预测.............................................................. 错误!未定义书签。第三章产品方案.......................................................................... 错误!未定义书签。 .产品分析...................................................................................................错误!未定义书签。 产品价格分析..........................................................................................错误!未定义书签。 内外产品价格现状..........................................................................错误!未定义书签。 产品价格的稳定性及变化趋势预测..............................................错误!未定义书签。 产品价格确定原则和意见..............................................................错误!未定义书签。 .产品、中间产品的品种、规格及质量指标简介...................................错误!未定义书签。第四章厂址选择条件.................................................................. 错误!未定义书签。 .选择要求...................................................................................................错误!未定义书签。 双流县的优势............................................................................................错误!未定义书签。 区位条件优势..................................................................................错误!未定义书签。 当地气象条件优势............................................................................错误!未定义书签。 厂区基础设施及资源环境优势........................................................错误!未定义书签。 政策优势..........................................................................................错误!未定义书签。第五章技术方案.......................................................................... 错误!未定义书签。 工艺技术方案的选择................................................................................错误!未定义书签。 国内外工艺技术概况................................................................................错误!未定义书签。 工艺技术方案的比较和选择理由............................................................错误!未定义书签。 方案选择............................................................................................错误!未定义书签。 选择理由............................................................................................错误!未定义书签。 物料衡算............................................................................................错误!未定义书签。第六章工艺流程.......................................................................... 错误!未定义书签。 .乙炔工段...................................................................................................错误!未定义书签。 乙炔发生工艺流程............................................................................错误!未定义书签。 乙炔清净工艺流程............................................................................错误!未定义书签。 乙炔工艺控制指标............................................................................错误!未定义书签。

5 高分子材料研究方法-X射线衍射分析

本章主要内容 1. X 射线介绍 2. X 射线与物质的作用 3. X 射线衍射仪器 4. X 射线衍射分析方法 5. X 射线衍射应用 布拉格方程的讨论 ●（1）布拉格方程描述了“选择反射”的规律。产生“选择反射”的方向是各原子面 反射线干涉一致加强的方向，即满足布拉格方程的方向。 ●（2）布拉格方程表达了反射线空间方位（θ）与反射晶面面间距（d）及入射线 方位（θ）和波长（λ）的相互关系。 ●（3）入射线照射各原子面产生的反射线实质是各原子面产生的反射方向上的相 干散射线，而被接收记录的样品反射线实质是各原子面反射方向上散射线干涉一致加强的结果，即衍射线。 布拉格方程的讨论 ●（4）布拉格方程由各原子面散射线干涉条件导出，即视原子面为散射基元。原 子面散射是该原子面上各原子散射相互干涉（叠加）的结果。

●（5）衍射产生的必要条件 ●“选择反射”即反射定律+布拉格方程是衍射产生的必要条件。 ●当满足此条件时有可能产生衍射；若不满足此条件，则不可能产生衍射。 ●（6）衍射强度与晶体结构有关,有系统消光现象. 本章主要内容 1. X 射线介绍 2. X 射线与物质的作用 3. X 射线衍射仪器 4. X 射线衍射分析方法 5. X 射线衍射应用 一、X-射线的性质 ①肉眼不能观察到，但可使照相底片感光、荧光板发光和使气体电离； ②能透过可见光不能透过的物体； ③这种射线沿直线传播，在电场与磁场中不偏转，在通过物体时不发生反射、折射现象，通过普通光栅亦不引起衍射； ④这种射线对生物有很厉害的生理作用。 二、X-射线的产生 ●1.产生X-射线的方法：是使快速移动的电子(或离子)骤然停止其运动，则电子的动能可部分转变成X光能，即辐射出X-射线。 *X射线发生器的主要部件 (1)阴极：钨灯，电流3-4A，加速电压5-8KV (2)阳极靶材：Cu/Mo/Ni等熔点高、导热性好的金属 (3)Be窗：d=0.2mm，可透过X射线。 2.白色、特征X射线谱的产生 白色X射线：“白色”的理解-连续波长；仅与加速电压有关 特征X射线：“单色”；