高分子材料的配方设计.ppt

1、 教学目的：掌握高分子材料制品设计的一教学目的：掌握高分子材料制品设计的一般原则和程序，高分子材料的主要性能，般原则和程序，高分子材料的主要性能，配方设计步骤及配方的指定过程，配方的配方设计步骤及配方的指定过程，配方的常见表示方法。常见表示方法。重点内容：配方设计的原则及步骤，基本重点内容：配方设计的原则及步骤，基本配方、性能配方及实用配方的关系。配方、性能配方及实用配方的关系。难点内容：配方设计的原则及基本配方的难点内容：配方设计的原则及基本配方的了解。了解。熟悉内容：高分子材料的常见配方体系。熟悉内容：高分子材料的常见配方体系。第一节 配方设计原则和程序 配方设计是一个富于挑战性的、专业性

2、很强的技术工作。配方设计是一个富于挑战性的、专业性很强的技术工作。因此，配方设计决不是各种原材料之间简单的、经验性的因此，配方设计决不是各种原材料之间简单的、经验性的组合，而是在对高分子材料结构与性能关系充分研究基础组合，而是在对高分子材料结构与性能关系充分研究基础上综合的结果。制品设计必须贯彻上综合的结果。制品设计必须贯彻“实用，高效，经济实用，高效，经济”的原则，即制品的实用性要强，成型加工工艺性要好，生的原则，即制品的实用性要强，成型加工工艺性要好，生产效率要高，成本要低，要满足上述的要求必须从以下几产效率要高，成本要低，要满足上述的要求必须从以下几个方面考虑。个方面考虑。(1)根据制品

3、的使用目的和用途，确定应具备的性能特点、根据制品的使用目的和用途，确定应具备的性能特点、载荷条件、环境条件、成本限制、适用标准等，这是至关载荷条件、环境条件、成本限制、适用标准等，这是至关重要的一环。重要的一环。对于零部件，还应考虑与其他组装件之间的内在联系及在整个产对于零部件，还应考虑与其他组装件之间的内在联系及在整个产品中的地位与影响。同时应做好数据收集品中的地位与影响。同时应做好数据收集(包括高分子性能数据、成包括高分子性能数据、成型加工工艺的相关数据、应用数据等型加工工艺的相关数据、应用数据等)，制定质量要求，制定质量要求(提出制品性能、提出制品性能、分析影响主要性能的因素、使用环境、

4、装配、应用等分析影响主要性能的因素、使用环境、装配、应用等)、预测需求、预测需求(需需求量和时间、成本水平和市场前景等求量和时间、成本水平和市场前景等)。(2)形状造型设计形状造型设计。主要考虑制品的功能、刚度、强度和成型工艺等，主要考虑制品的功能、刚度、强度和成型工艺等，应力求做到形状对称、造型轻巧、结构紧凑。画出草图，了解哪些件应力求做到形状对称、造型轻巧、结构紧凑。画出草图，了解哪些件能是必需的，哪些是可选择的；确定哪些尺寸是规定的，哪些尺寸可能是必需的，哪些是可选择的；确定哪些尺寸是规定的，哪些尺寸可变。变。(3)合理选材合理选材。在分析制品使用目的和用途对材料性能要求与成型加在分析制

5、品使用目的和用途对材料性能要求与成型加工特点的基础上，选择多种候选材料，试制出样品，经性能测试、收工特点的基础上，选择多种候选材料，试制出样品，经性能测试、收集用户使用意见后，通过比较分析，确定制品最终选用的材料。集用户使用意见后，通过比较分析，确定制品最终选用的材料。通常，选择并不是唯一的，而且每种材料各有优缺点，选材时应通常，选择并不是唯一的，而且每种材料各有优缺点，选材时应做到在满足制品性能要求的前提下，做到在满足制品性能要求的前提下，“扬长避短、合理使用扬长避短、合理使用”。在选。在选材对应考虑与成型加工工艺的相互适应性。材对应考虑与成型加工工艺的相互适应性。(4)样品的初步设计样品的

6、初步设计。包括配方设计、工艺设计、结构设计和模具设包括配方设计、工艺设计、结构设计和模具设计等，涉及原材料、工艺、成本、质量等诸多因素，务必统筹兼顾。计等，涉及原材料、工艺、成本、质量等诸多因素，务必统筹兼顾。(5)样品试制样品试制。在初步设计的基础上，对试制样品作整体检验，通过试模，检验并分析样品的尺寸精度、粗糙度、成型时间、成型难易程度、设计的合理性和是否存在应力集中等，以获得多种不同方案的工艺条件和样品，供测试评价用。(6)性能测试、定额测算及成本核算性能测试、定额测算及成本核算。由此确定技术质量指标、测算班(台)产量及原材料、水电煤的消耗定额、成品率，核定成本，得出理想的设计方案。如不

7、符合制品要求，则返回重新调整设计方案，再试验，一直到符合要求为止。(7)制品合格后，编制设计说明书及有关技术文件包括原制品合格后，编制设计说明书及有关技术文件包括原材料标准及检验方法、生产流程、工艺操作规程、制品企材料标准及检验方法、生产流程、工艺操作规程、制品企业标准及检验方法、环保及三废处理、车间布置及配套设业标准及检验方法、环保及三废处理、车间布置及配套设施等。施等。制品设计的一般程序制品设计的一般程序高分子材料制品的主要性能高分子材料制品的主要性能第二节 高分子材料配方的表示方法常用以下两种方法表示配方。1、以高分子化合物为、以高分子化合物为100份的配方表示法：份的配方表示法：即以高

8、分子化合物质量为即以高分子化合物质量为100份，其他组分份，其他组分则以相对于高分子化合物的质量份数表示。则以相对于高分子化合物的质量份数表示。应用广泛，适于工业生产，应用广泛，适于工业生产，也是大多数科研论文和报告巾的配方表示方法。也是大多数科研论文和报告巾的配方表示方法。2、以混合料为、以混合料为100份的配方表示法份的配方表示法 即以高分子化合物及各种添加剂的混合料总即以高分子化合物及各种添加剂的混合料总质量为质量为100份，各组分以质量分数表示。份，各组分以质量分数表示。便于成本核算，计算材料消便于成本核算，计算材料消耗耗 除此之外，还有：1)以混合料体积为100份表示的配方。当己知各

9、种组分密度时，可以高分子化合物当己知各种组分密度时，可以高分子化合物为为l00份的配方很方便地换算出来，然后归一即可。份的配方很方便地换算出来，然后归一即可。常于按体积计算成本常于按体积计算成本 2)生产配方。即按设备的生产能力，计算出各组分每次的即按设备的生产能力，计算出各组分每次的投料质量数。投料质量数。便于生产操作便于生产操作阻燃阻燃PVC制品配方的两种表示方法制品配方的两种表示方法第三节第三节 塑料的配方表示塑料的配方表示（1）爬山法（逐步提高法）爬山法（逐步提高法）（2）黄金分割法（）黄金分割法（0.618法）法）（3）平分法（对分法）平分法（对分法）（4）分批试验法）分批试验法（5）分数发）分数发（6）抛物线法）抛物线法第四节第四节 橡胶的配方表示橡胶的配方表示同一种胶料的配方可以有四种表示方式：（1）基本配方（2）质量分数配方（3）体积分数配方（4）生产配方第五节 高分子材料配方实例配方的指定过程配方的指定过程几种橡胶的基本配方单位：质量份几种橡胶的基本配方单位：质量份天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶的配方实例天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶的配方实例 聚氯乙烯的配方聚氯乙烯的配方 单位：质量份单位：质量份不饱和聚酯树脂的配方实例不饱和聚酯树脂的配方实例 单位：质量份单位：质量份