高分子材料加工工藝及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教程

第1章　聚合物擠出成型 1
1.1　概述 1
1.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1
1.3　實(shí)驗(yàn)原理 1
1.4　實(shí)驗(yàn)設(shè)備 2
1.4.1　擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及作用 2
1.4.2　擠出過(guò)程螺桿各段的職能 4
1.4.3　擠出成型的工藝過(guò)程 5
1.5　工藝設(shè)定對(duì)制品性能的影響 5
1.5.1　原料準(zhǔn)備和預(yù)處理 5
1.5.2　工藝設(shè)定 6
1.6　實(shí)驗(yàn)原料及實(shí)驗(yàn)儀器 7
1.6.1　實(shí)驗(yàn)原料 7
1.6.2　實(shí)驗(yàn)儀器 7
1.7　實(shí)驗(yàn)步驟 9
1.7.1　原料的準(zhǔn)備和預(yù)處理 9
1.7.2　擠出機(jī)的操作步驟 9
1.8　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 9
1.9　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果分析 10
1.10　思考題 10
1.11　注意事項(xiàng) 11
參考文獻(xiàn) 11

第2章　橡膠的塑煉與混煉 12
2.1　橡膠的塑煉 12
2.1.1　概述 12
2.1.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?12
2.1.3　實(shí)驗(yàn)原理 12
2.1.4　實(shí)驗(yàn)設(shè)備 15
2.1.5　工藝設(shè)定對(duì)制品性能的影響 15
2.1.6　實(shí)驗(yàn)原料 16
2.1.7　實(shí)驗(yàn)步驟 16
2.1.8　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 17
2.1.9　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果分析 17
2.1.10　思考題 17
2.1.11　注意事項(xiàng) 17
2.2　橡膠的混煉 17
2.2.1　概述 17
2.2.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?17
2.2.3　實(shí)驗(yàn)原理 17
2.2.4　實(shí)驗(yàn)設(shè)備 20
2.2.5　工藝設(shè)定對(duì)制品性能的影響 20
2.2.6　實(shí)驗(yàn)原料 21
2.2.7　實(shí)驗(yàn)步驟 21
2.2.8　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 22
2.2.9　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果分析 22
2.2.10　思考題 23
2.2.11　注意事項(xiàng) 23
參考文獻(xiàn) 23

第３章　橡膠硫化工藝 24
3.1　橡膠硫化過(guò)程 24
3.1.1　硫化的定義 24
3.1.2　橡膠硫化體系的發(fā)展歷程 24
3.1.3　橡膠硫化歷程 24
3.1.4　橡膠硫化過(guò)程中的性能變化 26
3.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?26
3.3　橡膠正硫化時(shí)間 27
3.3.1　實(shí)驗(yàn)設(shè)備 27
3.3.2　實(shí)驗(yàn)原料（以天然膠硫化為例） 28
3.3.3　實(shí)驗(yàn)步驟 28
3.4　橡膠硫化工藝 28
3.4.1　實(shí)驗(yàn)設(shè)備 28
3.4.2　實(shí)驗(yàn)原料（以天然膠硫化為例） 29
3.4.3　實(shí)驗(yàn)步驟 29
3.5　工藝設(shè)定對(duì)制品性能的影響 30
3.5.1　硫化溫度 30
3.5.2　硫化壓力 30
3.5.3　硫化時(shí)間 31
3.6　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 31
3.6.1　硫化曲線實(shí)驗(yàn)記錄 31
3.6.2　平板硫化操作實(shí)驗(yàn)記錄 31
3.7　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果分析 31
3.8　思考題 32
3.9　注意事項(xiàng) 32
參考文獻(xiàn) 33

第4章　聚合物的注射成型 34
4.1　概述 34
4.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?34
4.3　實(shí)驗(yàn)原理 35
4.3.1　閉模 35
4.3.2　注射裝置前移和注射 35
4.3.3　保壓 36
4.3.4　冷卻和預(yù)塑 36
4.3.5　開(kāi)模頂出制件 36
4.4　實(shí)驗(yàn)原料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備 36
4.4.1　實(shí)驗(yàn)原料 36
4.4.2　實(shí)驗(yàn)設(shè)備 36
4.5　工藝設(shè)定對(duì)制品性能的影響 43
4.5.1　理論注射量 43
4.5.2　注射壓力 43
4.5.3　注射速率（注射速度） 43
4.5.4　鎖模力 44
4.5.5　塑化能力 44
4.5.6　模板尺寸及拉桿內(nèi)間距 44
4.5.7　動(dòng)模板行程 44
4.5.8　模具最小厚度與最大厚度 44
4.6　實(shí)驗(yàn)步驟 44
4.6.1　擬定實(shí)驗(yàn)方案 44
4.6.2　界面 45
4.6.3　注射試樣（制品） 47
4.6.4　試樣性能檢驗(yàn) 49
4.7　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 49
4.8　思考題 50
4.9　注意事項(xiàng) 51
參考文獻(xiàn) 51

第5章　聚合物熔融紡絲實(shí)驗(yàn)及纖維形貌觀察 52
5.1　聚合物熔融紡絲 52
5.1.1　概述 52
5.1.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?54
5.1.3　實(shí)驗(yàn)原理 54
5.1.4　實(shí)驗(yàn)原料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備 56
5.1.5　工藝設(shè)定對(duì)制品性能的影響 57
5.1.6　實(shí)驗(yàn)步驟 60
5.1.7　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 62
5.1.8　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果分析 63
5.1.9　思考題 63
5.1.10　注意事項(xiàng) 63
5.2　纖維微觀形貌觀察 64
5.2.1　概述 64
5.2.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?65
5.2.3　實(shí)驗(yàn)原理 65
5.2.4　實(shí)驗(yàn)原料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備 66
5.2.5　工藝設(shè)定對(duì)制品性能的影響 66
5.2.6　實(shí)驗(yàn)步驟 66
5.2.7　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果分析 67
5.2.8　思考題 67
5.2.9　注意事項(xiàng) 67
參考文獻(xiàn) 67

第6章　3D 打印技術(shù)原理與工程實(shí)踐 68
6.1　概述 68
6.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?69
6.3　實(shí)驗(yàn)原理 70
6.3.1　FDM型3D打印工藝的基本原理 70
6.3.2　FDM型3D打印工藝的優(yōu)缺點(diǎn) 70
6.4　實(shí)驗(yàn)設(shè)備 71
6.4.1　FDM型3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及分類 71
6.4.2　實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)參數(shù) 74
6.4.3　三維建模軟件——SolidWorks軟件 75
6.4.4　三維切片軟件——Cura軟件 75
6.5　工藝設(shè)定對(duì)制品性能的影響 79
6.5.1　切片厚度 79
6.5.2　噴頭溫度 80
6.5.3　熱床溫度 80
6.5.4　打印速度 80
6.5.5　風(fēng)扇速度 80
6.5.6　支撐結(jié)構(gòu) 80
6.5.7　填充結(jié)構(gòu) 80
6.5.8　模型擺放 81
6.6　實(shí)驗(yàn)原料 81
6.6.1　FDM型3D打印線材的種類及特性 81
6.6.2　實(shí)驗(yàn)使用的打印線材 82
6.7　實(shí)驗(yàn)步驟 83
6.7.1　開(kāi)機(jī)及平臺(tái)調(diào)平 83
6.7.2　上料和換料 84
6.7.3　開(kāi)始打印 85
6.7.4　暫停/繼續(xù)打印 85
6.7.5　打印完畢 86
6.8　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 86
6.8.1　打印線材的線徑測(cè)量（千分尺） 86
6.8.2　打印參數(shù)對(duì)打印質(zhì)量的影響 86
6.9　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果分析 87
6.10　思考題 87
6.11　注意事項(xiàng) 87
參考文獻(xiàn) 88

第7章　橡膠配方設(shè)計(jì) 89
7.1　概述 89
7.1.1　橡膠配方的表示方法 89
7.1.2　典型的硫化體系 90
7.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?91
7.3　實(shí)驗(yàn)原理 91
7.3.1　硫化體系組成對(duì)橡膠硫化速率的影響 91
7.3.2　填料對(duì)膠料硫化速率的影響 92
7.3.3　橡膠厚制品正硫化時(shí)間的測(cè)定 92
7.3.4　發(fā)泡點(diǎn)的定義 94
7.3.5　后硫化效應(yīng) 94
7.4　實(shí)驗(yàn)設(shè)備 94
7.4.1　橡膠無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀 94
7.4.2　平板硫化機(jī) 94
7.4.3　密煉機(jī) 94
7.4.4　開(kāi)煉機(jī) 94
7.4.5　硫化在線測(cè)溫儀 95
7.5　實(shí)驗(yàn)步驟 95
7.6　實(shí)驗(yàn)任務(wù) 98
7.7　實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 98
7.8　思考題 101

第8章　增韌聚酰胺6高分子材料及制品設(shè)計(jì) 102
8.1　概述 102
8.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?102
8.3　實(shí)驗(yàn)原理 103
8.3.1　增韌改性方法 103
8.3.2　增韌機(jī)理 104
8.3.3　增容機(jī)理 105
8.3.4　耐摔玩具拱橋注塑模具設(shè)計(jì)原理 105
8.4　實(shí)驗(yàn)任務(wù) 106
8.4.1　增韌PA6設(shè)計(jì)配方 106
8.4.2　耐摔玩具拱橋的設(shè)計(jì) 107
8.5　實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 108
8.6　思考題 110
參考文獻(xiàn) 111

第9章　高光澤丙綸色絲的制備 112
9.1　概述 112
9.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?112
9.3　實(shí)驗(yàn)原理 113
9.4　實(shí)驗(yàn)任務(wù) 115
9.5　實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 115
參考文獻(xiàn) 118

第10章　動(dòng)態(tài)交聯(lián)彈性體的制備 119
10.1　概述 119
10.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?119
10.3　實(shí)驗(yàn)原理 120
10.4　實(shí)驗(yàn)設(shè)備 121
10.4.1　翻轉(zhuǎn)式密煉機(jī) 121
10.4.2　雙腕擠出造粒機(jī) 123
10.5　實(shí)驗(yàn)任務(wù) 125
10.6　實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 126
10.7　思考題 128