常州工程职院高分子物理教案02六种塑料管材制品材料的分析、选择、改性

项目 2教学中的必要准备内容项目 2《六种塑料管材制品材料的分析、选择、改性》具体任务第一组：选择输送煤气用管道的高分子材料；第二组：选择目前能用于输送固体粉料的、最耐磨的管道的高分子材料；第三组：选择透光率＞80%的管道生产所用高分子材料；第四组：请为不能随意弯曲的硬管道生产选择合适的高分子材料；第五组：请为管壁薄、刚性好，可随意弯曲不反弹，成本低的缠绕管道的生产选择合适的高分子材料；第六组：请为卫生级的上下水管道的生产选择合适的高分子材料。一、有关管材的内容管材属于一种特殊的圆形断面型材，它是固体、气体、液体材料密闭输送中不可缺少的工具。常见管材材料有：金属管材、无机管材、高分子材料管材（橡胶管材、塑料管材）塑料管材：具有质量轻、易加工、软硬可调、色彩多变、安装方便、耐腐蚀、保温好及综合性能优异的特点。可广泛用于建筑、电力、水力、煤矿、石油、汽车、航空、航天及家用电器等领域。塑料管材的种类： 1、按管材输送的介质（用途）分固体输送管（要求耐磨）：输送粮食、矿砂、煤粉乖粉末固体，一般使用耐磨性好的 HDPE、最好用 UHMWPE；穿越线状固体（电线、电缆）→电性能好，耐环境性好，常用 PVC、PE、PA；特殊用途→耐高温（PI、PPS 等）；特殊防腐→F4液体输送管：上水管材（UPVC、XLPE、PP、PB、ABS、HDPE）；下水管材（UPVC、HDPE 等）；供暧管材（XLPE、PP、PB 等）；输送油料管材（一般用 HDPE，最好用 PA11、PA12 等）化工液体管道（ABS）特殊用途（防腐用 F4）；输送气体管（抗静电、阻燃、防爆、耐压、阻隔），常用 HDPE 2、按管材密实程度分类密实管、发泡管、中空管。 3、按管材表面平滑状态分类平滑管、螺纹管、缠绕管。 4、按管材的成型方法分类挤出管、缠绕管。 5、按管材的层数分类单层管；复合管材（强度、抗静电、阻燃、耐腐蚀、保温、长寿）铝塑复合管→结构为塑料/粘合剂/铝/粘合剂/塑料；钢塑复合管；纤维增强管→塑料内加入高强度纤维；钢丝增强管→塑料内加入钢丝；双壁波纹管（省料40%、刚性大、高冲击、高压缩、耐弯曲、内壁光滑）→可代替钢、铁、水泥、石棉管，用于排水、地下电缆、学业灌溉等；6、按管的软硬分类软管（在较大范围内随意弯曲）→软质 PVC、LDPE、LLDPE、发泡管、波纹管等；硬管不能随意弯曲→U­PVC、HDPE 管等；7、按管材透明性分类透明管(透光率80%)→透明 PVC 管、PMMA管、PC 管等；半透明管(透光率 50%­80%)→HDPE 管、LDPE 管等；不透明管（透光率＜50%）→ABS、PB 等 8、按输送液体的排出方式分类喷灌管→PVC、HDPE 等；滴灌管→PVC、PE、ABS 等； 9、按管材有无热收缩分类非热收缩管；热收缩管（加热后尺寸变小）→XLPE（收缩率 50%，温度 60℃）二、主要的特殊管材波纹管（高刚性、挠曲性、可随意弯曲。其中双波纹管内壁光滑）→PVC、HDPE 为主；缠绕管（管壁薄、刚性大、可随意弯曲不反弹；省材料）→PVC、HDPE 为主。复合管（前面有）→XLPE、HDPE、PP­C。卫生级上水管→由 SG­4、SG­5 PVC 树脂生产的 PVC 管。三、世界各国塑料管用料比例国别 PVC HDPE LDPE LLDPE PP ABS 美国西欧日本中国 82% 65% 77% 80% 18% 28% 10.5% 10% － 6% 6% 4% － 1% 5% 1% －－ 1% 3% －－ 0.5% 2% 四、几种上下水管的性能管材种类使用温度℃耐爆破压力 /MPa 参考价格 (元/米) 热导率 /[W/mK] 连接方式 XLPE 铝塑复合管 HDPE 铝塑复合管 UPVC 管 XLPE 管 PP－C 管 PB 管 ABS 管 ABS/PC 管 HDPE 管铜管镀锌管 ­75～110 ­40～60 ­30～65 ­75～110 ­35～95 ­30～100 ­40～100 ­40～100 ­40～100 ­ ­ 7.0 7.0 1.6 4.0 3.2 6.9 1.0 1.2 1.0 ­ ­ 10.5 7.5 3.0 6.5 6.0 6.5 2.5 5.5 2.0 12.0 3.0 0.45 0.45 0.16 0.40 0.24 0.17 ­ ­ 0.41 386 夹紧夹紧承插、粘合、法兰夹紧、卡环热熔、夹紧粘合粘合粘合、螺纹热熔螺纹螺纹五、相关知识主要见教学课件（第一、二、三、四章部分内容）教案本次课标题：项目2六种塑料管材制品材料的分析、选择、改性复合材料06111周9月6日第3,4节多B-410授课班级上课时间周月日第节上课地点教学目的通过对项目2所涉及到六种塑料管材制品材料的分析、选择、改性的整个实施过程，使学生进一步了解并掌握完成一个完整项目的每个细节，初步形成实施每个细节过程的能力，最终达到根据产品需要对高分子材料进行合理分析、合理选择、合理改性的总能力；进而结合学生所选择出来的材料从理论上归纳、总结与高分子物理的研究对象直接相关的结构与性能的关系；同时在完成项目过程中对课程整体方案所规定的拓展能力进行初步的锻炼。能力（技能）目标知识目标素质目标教学目标能根据管材的不同用途要求，合理的选择高分子材料；并能合理的分析所选择材料的结构、性能；如果不能直接选择到合适材料时，能提出合理的改进意见与方案。被选用的高分子材料的主要结构特征、主要性能及应用范围。其中第2个项目重点学习、理解、应用高分子材料的结构层次、化学组成、连接方式、几何构型、柔性知识。初步建立良好的学习方法；资料收集的方法；处理问题的方法；团队合作的意识；用户至上的意识；安全环保意识；表述与合理辩解能力。重点难点及解决方法重点：通过项目2六个任务的实施过程，培养并实现能力目标难点：对学生而言是项目2六个任务的完整实施过程，进一步熟悉过程的每个细节及能力培养。解决方案:利用现代教学手段展示高分子管材制品的图片，以增加学生的感性认识；提前向学生提供由指导教师准备好的相关素材，并介绍可以参考的资料及资源；对重点部分内容，先由学生探索、讨论，再找出问题，帮助学生整理思路，提供可参考的处理方法、相关的格式；对难点部分内容，提供可参考的完整过程的环节(或步骤)，进一步思考每环节主要做什么？怎么做？怎么做更好？参考资料教材《高分子物理》侯文顺杨宗伟化学工业出版社2006年《高分子物理课程改革素材》(自编材料)侯文顺2007年8月其他的资料：《高聚物生产技术》侯文顺高等教育出版社（十一五规划教材）2007；《高分子材料分析与测试》潘文群化学工业出版社2005；《高分子材料改性》戚亚光薛叙明化学工业出版社2005；《橡胶材料与配方》聂垣凯化学工业出版社2004；《高聚物结构、性能与测试》焦剑雷渭媛2003；《塑料材料的选用》王文广化学工业出版社2002；《高分子材料》高俊刚李源勋化学工业出版社2002；《塑料材料与配方》桑永化学工业出版社2001工具与材料多媒体教学系统；专业专用计算机网络系统；常用管材所用树脂原料；性能检测专业仪器设备。步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配告知（教学内容、目的）向学生介绍本此课程的教学内容、教学目标及分解后的能力目标、知识目标、素质目标口述多媒体展示自由发言引入（任务项目）建立项目教学情景：与学生班长(复合材料0611集团总经理)、各任务组长(各子项目执行经理)签定总项目协议书；对项目2的六个任务进行解释，并由班长分配各组具体承担的任务。注：上述两个教学过程，一般利用前一次课程最后的5～10min完成。口述引导设疑答疑多媒体展示自由发言 5～10 min 操练（掌握初步或基本能力）总经理向项目委托方代表(教师)介绍任务分配情况；并说明完成情况，完成时的一个最大问题(或难点)；同时确定汇报顺序。各子项目执行经理征求最后一次组内人员进行将要汇报结果的改进意见。如没有意见则直接进入汇报环节。第一组汇报人介绍完成情况，最终确定结果，相应的确定依据(资料、标准、实验测试)，完成过程的程序，所选管材材料的结构与性能，组内人员的各自情况与合作情况(最后合作评价分由任务汇报人确定)。第二组汇报人······第三组汇报人······第四组汇报人······第五组汇报人······第六组汇报人······由项目委托方代表对第一个项目中的六个任的完成情况进行逐一评议、考核、打分；同时在每一组中任选一人进行局部核实。指导教师，针对项目2中所选择出来的高分子材料继续进行高分子材料的结构层次、化学组成、连接方式、几何构型、柔性的解释。引导实际查找归纳总结由浅入深由简到繁考评多媒体展示配合多媒体课件配合组内代表发言；组内人员补充发言；学生个别发言45 min 20min 深化（加深对基本能力的体会）以项目2中第二个任务输送固体粉末所有的管材，如果对于输送的固体粉末颗粒较大的铁矿石将如何处理？引出――在大口径钢管内衬橡胶材料的管材生产的案例（营口橡胶制品厂王国华专利）否定设疑多媒体展示提问与讨论5归纳（知识能力和素质）通过项目2的实施过程继续归纳总结的知识为：高分子材料的结构层次、化学组成、连接方式、几何构型、柔性；能力为任务本身的分析能力，现有成型产品的使用借鉴能力，过程实施能力，各环节的把握技能，项目完成的程序、方法；素质为前文所列。引导归纳多媒体展示学生提问5训练巩固拓展检验各任务组内容进行交叉再审核(必要时可以再补充、修改)；引导归纳多媒体展示，板书提问与讨论5总结主要总结项目过程存在的问题，并提出个性调整的建议；其次要肯定学生的参与意识；表扬优秀学生。口述4作业提交最后的项目(或任务)完成报告(下一次上课前)口述1课后体会