聚合物共混改性原理与应用教学大纲.

《聚合物共混改性原理与应用》教学大纲课程编号：课程名称:聚合物共混改性原理与应用英文名称：principleandapplicationofpolymerblendingmodification课程类别：选修课课程性质：专业基础教育选修课学分：2学时：32适用对象：材料科学专业本科生、研究生及其从事高分子材料生产、研究的人员。一、教学目的与任务教学目的：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。教学任务：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。二、教学内容及学时分配（以*方式注明重点、难点）第一章绪论学时：1介绍了聚合物共混发展概况，聚合物共混的优势以及聚合物共混的应用与研究。1.1聚合物共混发展概述1.2聚合物共混的优势1.3聚合物共混应用与研究第二章聚合物共混的基本概念学时：1介绍聚合物共混的基本定义、共混方法分类、共混物的形态学要素，以及对于聚合物共混理论至关重要的相容性概念。2.1聚合物共混的定义2.2共混改性的主要方法2.3组分含量的表示方法2.4关于共混物形态的基本概念2.5关于相容性的基本概念2.6聚合物共混的分类2.7共混理论体系与应用研究的基本框架第三章聚合物共混过程及其调控学时：3介绍聚合物熔融共混过程的基本规律。首先介绍分散混合与分布混合的概念；然后结合理论模型，介绍共混过程的5个主要因素。介绍了分散相平衡粒径的经典表达式。最后，着重介绍共混过程的调控原理与方法，这些方法对于聚合物共混的应用具有指导意义。3.1混合的基本方式与基本过程3.2聚合物共混过程的理论模型3.3共混过程的实难研究方法3.4共混过程的调控方法第4章聚合物共混物的微观形态学时：5*介绍了共混物形态的观测、形态学要素的表征，全面探讨了影响共混物形态的诸方面因素，并介绍了共混物形态研究方法的进展。4.1共混物微观形态研究的基本目的和主要研究内容4.2共混物形态的观测研究方法4.3共混物形态的表征与研究4.4聚合物共混物形态的影响因素4.5多组分共混体系的形态4.6共混物的结晶结构4.7聚合物共混物形态测试技术发展第5章共混物相容热力学学时：3*介绍共混物相容热力学的基本理论，着重介绍了相分离行为发生与否的条件，介绍了Flory-Huggins模型及В参数；还介绍了相界面和界面张力的表征、研究方法以及对改善相容性具有重要作用的相容剂。5.1共混物相容热力学5.2相容性的实验研究方法5.3共混物的相界面5.4相容剂第6章聚合物共混物的性能学时：5*在介绍共混物性能的预测和测定的基础上，重点介绍了在聚合物共混改性中占有举足轻重地位的塑料增韧改性，包括弹性体增韧、非弹性体增韧和增韧机理。还介绍了聚合物共混物的其它性能。6.1共混物性能的影响因素6.2共混物性能的预测6.3共混物试样制备与测试6.4共混物熔体的流变性能6.5共混物的力学性能6.6共混体系的其它性能第7章聚合物共混的应用学时：4*介绍共混物改性在塑料和橡胶中的应用。在塑料中的应用包括通用塑料、工程塑料以及特种工程塑料的共混改性；在橡胶中的应用包括通用橡胶、特种橡胶的共混改性以及共混型热塑性弹性体。7.1聚合物共混应用体系的选取7.2通用塑料的共混改性7.3工程塑料的共混改性7.4橡胶的共混改性第8章聚合的填充体与短纤维增强体系学时：4*首先介绍填充剂与增强纤维的种类、性能，填充剂的表面改性与界面特性，然后分别介绍聚合物增强体系、填充阻燃体系和天然材料/聚合物符合体系。8.1填充剂与增强纤维简介8.2填充剂及填充体系的性能8.3填充剂的表面改性8.4聚合物填充体系的界面8.5聚合物增强体系8.6聚合物填充阻燃体系8.7天然材料/聚合物复合体系第9章无机纳米粒子/聚合物复合材料学时：4首先简介屋脊纳米粒子/聚合物复合材料的制备与性能；进而，针对纳米粒子易于团聚的问题，介绍了纳米粒子团聚与分散的基本原理，以及解决团聚问题的途径。以纳米碳酸钙/聚合物复合材料为重点，结合共混理论和方法的应用，介绍了纳米复合材料领域的研究进展。最后，简介了无机纳米粒子增韧机理的研究进展。9.1无机纳米粒子及纳米复合材料的制备9.2无机纳米粒子/聚合物复合材料的性能9.3无机纳米粒子在聚合物基体中的分散9.4无机纳米粒子/聚合物共混体系研究进展9.5无机纳米粒子增韧机理的研究进展第10章聚合物共混工艺与设备学时：2首先介绍共混工艺，重点是颇有实用意义的两阶共混分散历程。继而简介共混设备，重点介绍双螺杆挤出机，包括双螺杆挤出机的类型、螺杆元件、挤出过程，以及设别与工艺的调控。10.1共混工艺路线的设计10.2共混设备简介10.3挤出共混设备与工艺的调控三、考核与成绩评定成绩=平时成绩*30%+考试成绩*70%注：平时成绩包括：平时作业，考勤等。四、大纲说明聚合物共混是材料科学的一个研究领域，与材料科学研究的整体发展密切相关。关于聚合物共混的研究，已有百年的历史。时至今日，聚合物共混的基础研究与应用基础研究，仍然是高分子材料领域的研究热点，在新的共混体系和机理研究方面都在不断取得进展；而聚合物共混改性的方法仍然是高分子材料加工中一项重要的工业技术，其应用遍及各种塑料和橡胶制品之中。高分子材料工业中许多成功产品的开发，都是紧密依托于聚合物共混技术。近年来聚合物基纳米复合材料的开发，为聚合物共混研究注入了新的活力，而共混理论和应用技术，又推动了纳米复合材料的研究和工业化应用。主要内容包括共混的基本概念、共混过程与调控、共混物的形态、共混体系相容热力学、共混物性能、共混改性在塑料及橡胶中的应用、共混方法在填充体系及纳米复合材料中的应用，并对共混设备做了简介。在广泛总结国内外聚合物共混理论和应用成果的基础上，并且融入了作者多年来在聚合物共混领域的科研与教学经验编著而成。聚合物共混是与工业应用密切相连的研究领域。注重理论体系与实际应用的结合，并反映了共混应用研究的最新进展，特别是应用于纳米复合材料方面的研究进展。五、教科书、参考书教科书：《聚合物共混改性原理与应用》，王国全编著，中国轻工业出版社，2007参考书：1、《聚合物改性》，王国全王秀芬等编著中国轻工业出版社，20002、《塑料填充改性》，刘英俊刘伯元主编中国轻工业出版社19983、《塑料改性技术》，王经武著，化学工业出版社，2004/2出版4、《聚合物共混改性》吴培熙张留成中国轻工业出版社，19985、《聚合物共混物与合金》沈家瑞，贾德民编著，华南理工大学出版社，1999