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1、高分子材料成型加工第三章本讲稿第一页，共十八页1.高分子材料制品设计的一般原则和程序以下因素对材料性能的影响（1）制样条件（成型方法.成型条件.试样形状等）（2）性能的测试条件（如升温速度.作用作用力的形式及速度等）（3）外界因素（如温度.湿度.使用环境及光的波长等）本讲稿第二页，共十八页根据制品的使用目的和用途，确定制品功能特点.载荷条件.环境条件.成本限制.适用标准等形状造型设计样品试制性能测试定额测算并核算成本产出合格制品，编写设计说明书等技术文件样品初步设计配方设计工艺设计结构及模具设计本讲稿第三页，共十八页2.高分子材料配方设计一.制品对材料性能的要求项目主要性能1.外观表面光洁度.
2、色泽的一致性及持久性2.物理性能密度.结晶度.吸水性.透气性.透湿性.折射率等3.机械性能应力-应变曲线.拉伸强度.拉伸膜量.伸长率.抗弯强度.弯曲模量.压缩强度.冲击强度.泊松比.硬度.摩擦因素等本讲稿第四页，共十八页二.配方设计配方设计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，本讲稿第五页，共十八页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。本讲稿第六页，共十八页配方设计的一般步骤为：1.在确定制品性能和用途基础上，收
3、集高分子化合物和添加剂等各种原材料资料，初定产品形状.尺寸及各部件的作用及成型加工方法2.初选材料，并进行配方设计实验3.先试材料再试制品，材料性能与制品性能可能有差异本讲稿第七页，共十八页4.依获得的材料性能数据或凭经验，进行结构设计5.制的实物模型，进行试样实验或模拟实验6.再设计与再试验7.以模型试验与制品成本，进行最终选材与配方设计8.材料规范化本讲稿第八页，共十八页3.材料配方的表示方法一.以高分子化合物为100份的配方表示法二.以混合料为100分的配方表示法三.以混合料体积为100份的配方表示法四.生产配方本讲稿第九页，共十八页三.高分子材料的配方设计方法1.配方设计时考虑的因素：
4、（1）配方中往往含有高分子化合物.增塑剂.热稳定剂.抗氧剂.光稳定剂.润滑剂.填充剂.阻燃剂等等，因此单因素变量设计较少，通常是多因素变量的问题（2）活用正交表问题（3）各原料之间往往存在显著的交互作用本讲稿第十页，共十八页（4）当工艺条件起决定因素时，可将其作为独立的因素列入试验设计中（5）当实验误差影响大于配方设计中任何一个因素的影响时，整批实验只能推倒重来（6）只有配方经验规律和统计数学相结合，才能发挥最佳效能本讲稿第十一页，共十八页2.配方设计方法（1）单因素变量配方设计方法：爬山法黄金分割法平分法分批实验法抛物线法分数发本讲稿第十二页，共十八页（2）多因素变量配方设计法多因素变量配方
5、是指有两个或两个以上因素音响制品性能的配方正交设计法中心复合实验设计法本讲稿第十三页，共十八页四.高分子材料性能的估算方法1.密度非晶态高分子密度:本讲稿第十四页，共十八页结晶性高分子的密度：本讲稿第十五页，共十八页2.玻璃化温度：摩尔玻璃化转变函数之和，本讲稿第十六页，共十八页 的估算必须以下列不同情况区别对待（1）无支化的聚次甲基链；（2）无支化的脂族线性缩聚物；（3）无支化的含次甲基和芳环的线性缩聚物（4）特殊结构的芳族缩聚物；（5）含有小侧基的线性高分子化合物；（6）含有长侧链的线性高分子化合物等本讲稿第十七页，共十八页3.内聚能密度和溶解度参数内聚能是指1摩尔物质中除去全部分子间力而使其内能的增加量，J/mol内聚能密度：溶解度参数：本讲稿第十八页，共十八页