聚合物加工工程绪论12.ppt

聊城大学材料科学与工程学院 塑料管材 汽车塑料件 农用塑料 国防 医疗卫生 聚合物加工工程的研究内容 聚合物加工工艺过程 混炼 成型 后加工 * * 聚合物加工工程 聊城大学 材料科学与工程学院 滕谋勇(Emal: tengmouyong@lcu.edu.cn Tel:8230908，材料学院实验楼107房间） 高分子材料分类 聚合物 塑料 橡胶 纤维 涂料、粘合剂 高分子材料 天然高分子材料 羊毛 蛋白质 皮革 高分子工业的发展历史回顾 初期 19世纪以前，天然高分子材料 天然橡胶（材料）、毛皮等；1829年发明开放式炼胶机（设备），生产雨衣，但是发粘发脆；1839年 Goodyear(固特异）无意中发现天然橡胶中加入硫磺（助剂）可以提高性能；刀安仁 傣族辛亥革命第一人 我国第一个引进者，打破了北纬21度以北不能种植橡胶树的论断。 1869年 樟脑增塑硝化纤维素赛璐珞出现； 1870年 人们开始意识到纤维素、淀粉、蛋白质是分子量很大的物质。 发展: 高分子合成 1907年，酚醛树脂诞生； 1916年，碳黑用于橡胶工业（助剂）； 1920年，Standinger 大分子学说，高分子材料之间是由化学键连接而成，并非分子间作用力。 1930年－1940年，缩聚理论成熟、产品开始出现，二战爆发，尼龙6开始用于降落伞，之后尼龙66、PU、PET相继出现。 发展:高分子合成 1953年，Zegller-Natta 定向聚合催化剂，PE、PP工业化生产，聚合物开始“平民化”（材料）。 1960年－1969年，高分子的结构理论逐渐成熟期。伴随材料研究仪器如核磁共振、凝胶色谱、红外、电镜的出现，大量新型高分子材料诞生。 高速发展期 上世纪70年代，生产处于成熟期；近年来，向功能材料发展，2000年白川英树导电高分子材料获诺贝尔化学奖可以为证。聚乙炔、聚乙烯吡咯烷酮等。 聚合物工业 原 料 聚合 聚合物反应 复合化 高分子 化合物 高分子 材料 高分子 制品 添加剂 成型加工 聚合物制备 聚合物加工 高分子材料在国民经济中的地位与作用 作用：举足轻重 应用范围广：涵盖建材、汽车、农业、医疗卫生、国防、化工 以塑料为例：据国家统计局提供的必威体育精装版数据，2008年中国塑料消费量已超过6000万吨，占世界塑料消费量2.45亿吨的五分之一强；人均消费46kg，超过国际40kg的平均水平。　2008年塑料制品业共有9万5千个企业法人，387.4万从业人员。塑料制品业主营业务收入11362.8亿元，利润总额645.9亿元，按体积计算产量早已超过钢铁。 聚合物加工工程 通常是在一定温度下使固体、固体粉料或粒状高分子化合物熔融后，经过模具或流道，形成所需的形状，最终得到能保持所得到形状的制品的工艺过程称为聚合物加工工程。 各种塑料管材给工业和日常生活带来了便利！ 聚合物产品重要应用 汽车采用塑料件减轻重量就是节约能源! 聚合物产品重要应用 农用塑料的使用为传统农业带来一场革命，反季节蔬菜，高寒地区的种植。农业节水运动，塑料又起了重要作用。 聚合物产品重要应用 弹仓等部件采用工程塑料。与 SSG69同时代的西方狙击步枪如瑞士的SSG2000、德国的SP66等，大多采用漂亮的胡桃木枪托，而奥地利则倾向于采用工程塑料。工程塑料枪托和传统的胡桃木枪托相比，质量减小，成型与表面处理工艺简单，耐腐蚀，抗冲击力强，更适合在湿热环境下使用。 聚合物产品重要应用 人工关节 聚合物产品重要应用 聚合物加工进展 将官能基团引入聚合物主链、端基、侧链或对原有的官能团进行改性 官能化/官能团改性 使高分子量聚合物在受控的状态下，分子量下降 可控降解 聚合物与多官能度的偶联剂或支化剂反应，使大分子链增长、支化，从而提高分子量；或聚合物与交联剂反应，通过交联提高聚合物的性能 偶联/交联反应 两种或多种聚合物通过离子键或共价键生成无规，接枝或嵌段共聚物 链间共聚物的形成 由聚合物和单体反应，生成接枝聚合物或接枝共聚物 接枝反应 由单体、低相对分子量预聚体、单体混合物、单体与预聚物制备高相对分子量的聚合物 本体聚合 反应挤出成型 聚合物加工进展 反应注射成型示意图 聚合物加工进展 产品大型化 直径达到1m的PVC双壁波纹管 50m3的塑料水塔 幅宽达到6m的薄膜 生产效率高效化 挤出产量每小时2吨 每分钟6000m的纺丝 混合与混炼 成型 后加工 高速混合机 捏炼机混合 开炼机 塑炼、混炼 或塑化 密炼机 塑炼、混炼 或塑化 螺杆挤出机 混炼或塑化 注射、反应注射 挤出、反应挤出 吹塑 压延 模压、模压硫化 传递模塑 层压 浇注 发泡 其它 机械加工 车削 铣削 钻削 锯削 冲切 其它 修饰 锉削 磨削 涂饰 印刷 其它 后处理 装配 焊接粘接 机