高分子材料加工工藝及設計實驗教程

第1章　聚合物擠出成型 1
1.1　概述 1
1.2　實驗目的 1
1.3　實驗原理 1
1.4　實驗設備 2
1.4.1　擠出機的基本結構及作用 2
1.4.2　擠出過程螺桿各段的職能 4
1.4.3　擠出成型的工藝過程 5
1.5　工藝設定對制品性能的影響 5
1.5.1　原料準備和預處理 5
1.5.2　工藝設定 6
1.6　實驗原料及實驗儀器 7
1.6.1　實驗原料 7
1.6.2　實驗儀器 7
1.7　實驗步驟 9
1.7.1　原料的準備和預處理 9
1.7.2　擠出機的操作步驟 9
1.8　實驗數(shù)據(jù)處理 9
1.9　實驗現(xiàn)象與結果分析 10
1.10　思考題 10
1.11　注意事項 11
參考文獻 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　實驗目的 12
2.1.3　實驗原理 12
2.1.4　實驗設備 15
2.1.5　工藝設定對制品性能的影響 15
2.1.6　實驗原料 16
2.1.7　實驗步驟 16
2.1.8　實驗數(shù)據(jù)處理 17
2.1.9　實驗現(xiàn)象與結果分析 17
2.1.10　思考題 17
2.1.11　注意事項 17
2.2　橡膠的混煉 17
2.2.1　概述 17
2.2.2　實驗目的 17
2.2.3　實驗原理 17
2.2.4　實驗設備 20
2.2.5　工藝設定對制品性能的影響 20
2.2.6　實驗原料 21
2.2.7　實驗步驟 21
2.2.8　實驗數(shù)據(jù)處理 22
2.2.9　實驗現(xiàn)象與結果分析 22
2.2.10　思考題 23
2.2.11　注意事項 23
參考文獻 23

第３章　橡膠硫化工藝 24
3.1　橡膠硫化過程 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　橡膠硫化過程中的性能變化 26
3.2　實驗目的 26
3.3　橡膠正硫化時間 27
3.3.1　實驗設備 27
3.3.2　實驗原料（以天然膠硫化為例） 28
3.3.3　實驗步驟 28
3.4　橡膠硫化工藝 28
3.4.1　實驗設備 28
3.4.2　實驗原料（以天然膠硫化為例） 29
3.4.3　實驗步驟 29
3.5　工藝設定對制品性能的影響 30
3.5.1　硫化溫度 30
3.5.2　硫化壓力 30
3.5.3　硫化時間 31
3.6　實驗數(shù)據(jù)處理 31
3.6.1　硫化曲線實驗記錄 31
3.6.2　平板硫化操作實驗記錄 31
3.7　實驗現(xiàn)象與結果分析 31
3.8　思考題 32
3.9　注意事項 32
參考文獻 33

第4章　聚合物的注射成型 34
4.1　概述 34
4.2　實驗目的 34
4.3　實驗原理 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　冷卻和預塑 36
4.3.5　開模頂出制件 36
4.4　實驗原料及實驗設備 36
4.4.1　實驗原料 36
4.4.2　實驗設備 36
4.5　工藝設定對制品性能的影響 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　模板尺寸及拉桿內間距 44
4.5.7　動模板行程 44
4.5.8　模具最小厚度與最大厚度 44
4.6　實驗步驟 44
4.6.1　擬定實驗方案 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 49
4.7　實驗數(shù)據(jù)處理 49
4.8　思考題 50
4.9　注意事項 51
參考文獻 51

第5章　聚合物熔融紡絲實驗及纖維形貌觀察 52
5.1　聚合物熔融紡絲 52
5.1.1　概述 52
5.1.2　實驗目的 54
5.1.3　實驗原理 54
5.1.4　實驗原料及實驗設備 56
5.1.5　工藝設定對制品性能的影響 57
5.1.6　實驗步驟 60
5.1.7　實驗數(shù)據(jù)處理 62
5.1.8　實驗現(xiàn)象與結果分析 63
5.1.9　思考題 63
5.1.10　注意事項 63
5.2　纖維微觀形貌觀察 64
5.2.1　概述 64
5.2.2　實驗目的 65
5.2.3　實驗原理 65
5.2.4　實驗原料及實驗設備 66
5.2.5　工藝設定對制品性能的影響 66
5.2.6　實驗步驟 66
5.2.7　實驗現(xiàn)象與結果分析 67
5.2.8　思考題 67
5.2.9　注意事項 67
參考文獻 67

第6章　3D 打印技術原理與工程實踐 68
6.1　概述 68
6.2　實驗目的 69
6.3　實驗原理 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 70
6.4　實驗設備 71
6.4.1　FDM型3D打印機的結構組成及分類 71
6.4.2　實驗設備技術參數(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　工藝設定對制品性能的影響 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　風扇速度 80
6.5.6　支撐結構 80
6.5.7　填充結構 80
6.5.8　模型擺放 81
6.6　實驗原料 81
6.6.1　FDM型3D打印線材的種類及特性 81
6.6.2　實驗使用的打印線材 82
6.7　實驗步驟 83
6.7.1　開機及平臺調平 83
6.7.2　上料和換料 84
6.7.3　開始打印 85
6.7.4　暫停/繼續(xù)打印 85
6.7.5　打印完畢 86
6.8　實驗數(shù)據(jù)處理 86
6.8.1　打印線材的線徑測量（千分尺） 86
6.8.2　打印參數(shù)對打印質量的影響 86
6.9　實驗現(xiàn)象與結果分析 87
6.10　思考題 87
6.11　注意事項 87
參考文獻 88

第7章　橡膠配方設計 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　實驗目的 91
7.3　實驗原理 91
7.3.1　硫化體系組成對橡膠硫化速率的影響 91
7.3.2　填料對膠料硫化速率的影響 92
7.3.3　橡膠厚制品正硫化時間的測定 92
7.3.4　發(fā)泡點的定義 94
7.3.5　后硫化效應 94
7.4　實驗設備 94
7.4.1　橡膠無轉子硫化儀 94
7.4.2　平板硫化機 94
7.4.3　密煉機 94
7.4.4　開煉機 94
7.4.5　硫化在線測溫儀 95
7.5　實驗步驟 95
7.6　實驗任務 98
7.7　實驗報告要求 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計 102
8.1　概述 102
8.2　實驗目的 102
8.3　實驗原理 103
8.3.1　增韌改性方法 103
8.3.2　增韌機理 104
8.3.3　增容機理 105
8.3.4　耐摔玩具拱橋注塑模具設計原理 105
8.4　實驗任務 106
8.4.1　增韌PA6設計配方 106
8.4.2　耐摔玩具拱橋的設計 107
8.5　實驗報告要求 108
8.6　思考題 110
參考文獻 111

第9章　高光澤丙綸色絲的制備 112
9.1　概述 112
9.2　實驗目的 112
9.3　實驗原理 113
9.4　實驗任務 115
9.5　實驗報告要求 115
參考文獻 118

第10章　動態(tài)交聯(lián)彈性體的制備 119
10.1　概述 119
10.2　實驗目的 119
10.3　實驗原理 120
10.4　實驗設備 121
10.4.1　翻轉式密煉機 121
10.4.2　雙腕擠出造粒機 123
10.5　實驗任務 125
10.6　實驗報告要求 126
10.7　思考題 128