《高分子材料与工程专业实验》教学大纲

课程类别：专业教育课程                       课程名称：高分子材料与工程专业实验

开课单位：材料科学与工程学院                课程编号：B03030416S

课程性质：必修

总学时：  72                                 学    分：3

适用专业：高分子材料与工程专业

先修课程：《塑料橡胶成型原材料》、《高分子材料加工助剂》、《聚合物流变学》和《聚合物加工原理》等

大纲编写（修订）时间：2016 年11 月

一、课程性质

（说明实验课程在培养计划及课程体系中的定位，对学生知识结构和能力培养的着重点）

高分子材料与工程专业实验是高分子材料与工程专业本科生重要的专业操作技能课程之一，是探索和研究材料的成型方法以及材料结构与性能的重要手段，它是高分子材料与工程专业本科生进行学习的重要实践教学环节之一。本课程以实验技能训练为基础，以能力培养为核心，通过对实验设备的认识与实际操作体验，学习和掌握高分子科学实验所用设备的工作原理、设备性能及适用范围，实验的基本操作，实验数据的观察、记录和分析等方法。特别是通过高分子制品的生产过程、标准样条的制备、性能测试等实验，掌握高分子成型加工和结构分析测试知识中的基本概念和基本原理，使学生熟悉高分子成型加工和性能测试的实验方法和原理，掌握高分子成型加工和性能测试常用设备的操作方法和基本工艺条件，训练学生形成科学的思维和方法，培养学生科学精神和品德，提高学生的创新实践能力和解决科研及生产中遇到的实际问题。

通过对实验过程现象的观察和实验结果的分析，使学生获得直观感性的认识，明确、深化和巩固课堂教学中所学理论知识； 通过实验训练，培养学生理论联系实际，根据实验结果，分析和解决问题的独立工作能力；培养加工配方设计的能力、创新能力，学会独立分析问题和解决问题的方法，养成严谨的科学态度、思维方法和实际动手能力。为今后从事高分子科学与高分子科学与高分子材料工程方面的实验、研究及开发打下良好的基础。

二、实验教学的基本要求

【参考范例】

1.  掌握热固性塑料的基本组成和压制成型原理；深入理解压制成型工艺条件的作用及其对产品质量的影响规律；掌握压力成形机的基本构造和运转原理，学会操作塑料压力成形机；进一步掌握热固性塑料压制成型模具的结构、特征和分类。

2.  掌握热塑性塑料挤出吹塑薄膜成型的原理；深入理解挤出吹膜成型工艺参数对产品质量的影响；了解挤出机及辅机的基本构造，掌握挤出平吹法吹塑薄膜生产线的操作方法；

3.  深入理解热塑性注射工艺过程及成型原理；掌握热塑性塑料注射成型工艺的拟定原则，并能对工艺条件与制品质量的关系作出分析；了解注射机的基本结构、动作原理和操作方法，掌握设备的调试、模具的结构与安装。

4.  掌握塑料填充改性的原理及方法；掌握塑料填充改性基本配方的配制，加深对偶联剂作用机理的理解；了解双螺杆挤出机的基本结构、动作原理，掌握双螺杆挤出机的操作方法；制备碳酸钙填充聚乙烯改性料，为注射成型做准备。

5.  掌握橡胶的硫化模压成型的基本方法，掌握塑炼混炼、压制硫化设备的基本结构运转原理，掌握其操作使用方法；加深对天然橡胶的配方、各组份的作用原理及加工方法的认识；领会橡胶的塑炼、混炼的意义和原理。

6.  掌握塑料填充改性的方法，掌握基本配方的配制，加深对偶联剂的作用机理的理解；了解双螺杆挤出机的基本结构，动作原理，掌握双螺杆挤出机的操作及安全措施；制备碳酸钙填充聚乙烯的粒料，为注射成型作准备。

7.  了解拉伸实验机的基本结构和运转原理，掌握其操作使用方法；明确塑料拉伸强度、断裂伸长率及拉伸弹性模量的物理意义；了解不同塑料拉伸实验的条件以及影响塑料拉伸性能的因素。

8.  掌握用悬臂梁实验机测定塑料冲击强度的原理、方法和数据的处理；掌握悬臂梁冲击实验机的使用方法。

9.  掌握用简支梁实验机测定塑料冲击强度的原理、方法和数据的处理；掌握简支梁冲击实验机的使用方法。

10. 掌握用塑料洛氏硬度测定塑料硬度的原理、方法和数据的处理；掌握洛氏硬度实验机的使用方法。

11. 掌握拉力试验机的基本结构和运转原理，明确塑料撕裂强度的定义，掌握撕裂强度测定的方法。

12. 明确弯曲实验的原理和内容；了解拉力机中弯曲测试附件的结构和使用方法；测定塑料的弯曲强度、弯曲弹性模量和应力－应变曲线。

13. 明确压缩实验的原理和内容；了解拉力机中压缩测试附件的结构和使用方法；测定塑料的压缩强度、压缩模量和应力－应变曲线。

14. 明确动态力学性能测试的原理和内容；了解DMA中动态力学性能测试样条的制备和使用方法。

15. 了解橡胶硬度的概念及表征方法；掌握橡胶邵尔A型硬度测定原理和实验方法。

16. 了解马丁耐热实验仪的基本结构和运转原理，掌握其操作使用方法；掌握马丁耐热实验的仪器使用，了解测量中的影响因素。

17. 了解热变形实验仪的基本结构和运转原理，掌握其操作使用方法；测定塑料的热变形温度；掌握RW77一Ⅲ型热变形实验仪的使用。

18. 了解高阻计法测定体积电阻系数和表面电阻系数的测定原理、方法及仪器的构造和使用。测定塑料的体积电阻系数和表面电阻系数，从而了解塑料作为绝缘材料绝缘性能的优劣。

19. 了解高压电桥的基本结构和运转原理，掌握其操作使用方法；测定塑料作为绝缘材料的介电损耗角正切值和介电系数；了解高压电桥法测定和计算介电损耗角正切值和介电系数的原理和仪器的使用。

20. 掌握氧指数测定的工作原理；明确氧指数的定义、影响因素及测量意义；了解氧指数测定仪的基本结构和操作方法。

21. 了解橡胶密度的概念及表征方法；掌握橡胶密度测定原理和实验方法。

22. 了解凝胶渗透色谱法测定聚合物的分子量基本原理；掌握胶渗透色谱法测定聚合物的分子量的样品制备方法，实验步骤及实验结果分析。

23. 理解塑料和填料的界面改性原理；掌握达到即定性能的塑料配方的设计原理；掌握偶联剂的作用原理；掌握根据所测性能来确定最佳配方的技能。

24. 掌握根据即定性能选择橡胶品种及进行配方的设计原理；理解橡胶和各种配合剂之间的关系；掌握硫化促进体系的作用原理；掌握根据所测性能来确定最佳配方的技能。

三、实验内容、性质、学时分配及对毕业要求的支撑

 

序号	实验项目名称	实验内容	学时	对毕业要求的支撑	类型	备注
1	热固性塑料压制成型实验	压制成型三个质量完好的试样，为电性能测试做准备。	0.125	3-1	验证性	必做
2	热塑性塑料挤出吹塑薄膜实验	在不同的工艺条件下，分别截取1分钟的薄膜产品。称重，测量三次折径和厚度，取平均值；计算吹胀比和牵引比	0.125	3-1	验证性	必做
3	热塑性塑料压制成型实验	注射成型15个质量完好的试样。	0.125	3-1	验证性	必做
4

注：1.类型指验证性、综合性、设计性等。

2.要求指必做、选做。

 

四、教学管理模式与注意事项

1.  学生在实验前必须认真复习课程有关内容，预习实验指导书，实验目的明确。实验时态度认真，遵守纪律，注意安全。

2.  指导教师适当提示实验要求、实验设备的结构、性能及注意事项，并检查预习情况。

3.  实验小组人数为2-4人，每个实验的时间为2~4小时。

4.  要求学生了解仪器设备的原理及使用方法，逐项记录数据，并完成实验报告。

5.  学生要完成全部“必做实验”，“选做实验”至少完成1个。鼓励学生利用课外时间完成所有选做实验。

6.  写实验报告时，对实验原理的透彻理解，实验曲线、实验数据及结果说明的问题要充分解释，实验结论清楚准确。

 

四、考核与评定

（一）实验项目考核要求

（说明对预习报告、实验操作、实验报告等考核要求）

预习报告中实验的目的、原理及实验步骤要简明扼要，工艺条件制定应合理，计算准确；实验操作应按照操作规程及实验注意事项执行；实验报告干净、整洁，记录好成型工艺条件，将实验数据及结果以表格形式列出，准确回答教师提出讨论的问题。

（二）实验课程成绩评定

（说明实验课程成绩评定方法，平时实验与实验课程考试/答辩成绩的权重）

注：1. 考核形式：指实验报告、平时表现（预习、操作）、实验课程考试、答辩等；

2. 可根据专业课程实际情况进行适当调整或补充。

五、大纲说明

1、本课程设置安排第5学期；

2、本实验开设要求先修完塑料橡胶成型原材料，高分子材料成型工艺与设备，塑料橡胶模具设计，模具制造技术等前期课程；

3、实验参考书

1）高分子材料与工程实验教程，刘丽丽编著， 北京大学出版社，2012年08月

2）高分子材料与工程实验教程，肖汉文，王国成，刘少波 编著，化学工业出版社，2016年5月第二版

制定人：               审定人：              批准人：

                                                       年   月   日