关于《聚合物成型加工》课程教学改革的探究论文

第一篇：关于《聚合物成型加工》课程教学改革的探究论文

随着聚合物材料应用的日益广泛, 其成型加工工艺和装备在高分子材料科学技术领域发挥了越来越重要的作用。近年来, 高分子材料科学和高分子材料加工工程得到了很大的发展, 并逐渐交融而形成一个全新的交叉型学科领域———聚合物成型加工技术。对于高分子专业的学生而言, 聚合物成型加工是一门专业课程, 与高分子化学和高分子物理共同构成了高分子专业的课程基础;同时聚合物成型加工又是高分子专业理论研究与实际生产相互联系的纽带。其基本任务是研究聚合物的成型加工方法及所获得的产品质量与各种因素之间的关系, 它对推广和开发聚合物的应用有十分重要的意义。要使学生能在较短的时间内对该课程的基本内容, 特别是操作实践内容部分的掌握, 需要在多方面进行改革。明确培养目标, 围绕课程主线, 强化理论基础

本科院校是要培养既有一定的理论基础, 又具备较强实践能力的高素质应用型人才, 与高职类院校培养服务于生产一线的操作型、技能型人才不同。在教学过程中, 仍然要重视对基础理论知识的讲解, 让学生们要“知其然” , 还要“知其所以然”。除了聚合物流变学和高分子物理是聚合物成型加工的理论基础以外, 成型技术本身也存在一定的原理, 不容忽视。与其他课程相比,《聚合物成型加工》课程本身具有内容分散化、概念抽象化、理论半经验化等特点, 给课堂教学带来了一定的困难。因此, 抓住课程主线, 突出理论重点, 进行深入浅出的讲解至关重要。聚合物成型加工是采用各种工程技术手段将聚合物原料转变为实用材料或制品的过程。英文中成型加工(processing)包含了两层意思:一是加工(machining/w o rking), 即让原料混合、熔融、均化等过程,从“不变”到“变”;二是成型(shaping/forming), 即通过挤压、输送、拉伸等方法制成产品的过程, 从“变”到“不变”。

由此可见, “变化”是聚合物成型加工课程的主线。根据聚合物成型加工过程中的“变化”可以将课程的理论基础分解为三个部分:(1)What , 即发生了那些变化。从物理和化学的角度, 分析高分子材料在成型加工过程中所产生的结晶、取向、降解、交联等变化;(2)Why , 即为什么会发生变化。针对各种变化的特征, 分析高分子材料特有的加工性质、粘弹行为、滞后效应等;(3)How , 即如何发生变化。结合粘性流体理论和牛顿力学定律, 分析各种变化产生的深层次原因, 对聚合物在管道中的流动行为有所认识。通过这样的课程分解, 可以使原本较为分散的理论知识相对集中并系统化, 也可以让学生们了解抽象概念和半经验理论所反映的实质性问题。重视实践教学, 建立系统的实验体系

聚合物成型加工是在对高分子专业基本理论知识(高分子物理、高分子化学等)掌握的基础上, 将聚合物转变成实用工程材料或制品的一种工程技术。因此, 在成型加工的教学过程中, 理论与实践相结合十分必要。为了可以让学生更好地理解成型加工理论, 了解成型加工技术, 将课堂上学到的理论知识与生产实践相结合, 也为了实现本学院培养“应用型人才”的目标, 我们对教学进行了实践性的扩展:

2.1 建立教学实践基地

浙江省和广东省是中国国内两大高分子材料制备和销售中心。宁波市下属的余姚、慈溪、东阳等地有非常多的高分子材料生产厂家, 拥有得天独厚的地理优势。我们与宁波市多家高分子材料生产厂家建立了产、学、研合作关系, 成立了多个教学实践基地。学生在课堂学习之外, 以参观实习、生产实习和毕业设计等多种形式, 进入到高分子材料生产的第一线, 切身体会成型加工的过程, 对书本上的知识点有了更加深刻和具体的认识。而且, 生产厂家的生产过程是一个系统性体系, 包括了配方设计、工艺设计、制品结构和造型设计、设备选型及模具设计、再到实际的成型加工等一系列相互联系的环节。学生们除了可以系统地了解成型加工技术外, 还可以接触到与之相关的包括母料制备、添加色粉、模具制造等行业的信息。

2.2 开展系统性实验

原来高分子专业的实验课程中, 各实验都是独立的。常常可以看到学生们用聚乙烯为原料进行注塑实验, 而到力学性能测试时, 又拿着老师提前注塑好的聚碳酸酯样品去测冲击强度和拉伸强度。实验结束后, 学生基本上只是学会了一种仪器设备的使用方法, 而没有对成型加工技术有系统的了解。所以, 我们将成型加工的实验设计成系统性实验, 老师在学期刚开始的时候就布置下若干调研题目, 然后随着课程的进展让学生分部完成调研题目的各个组成部分, 最后通过系统性实验将调研的内容实现。例如, 针对聚苯乙烯韧性差的缺点, 让学生们通过调研看看可以采用什么方法来加以改善。首先, 学生进行前期的文献查阅, 初步确定采用与聚乙烯共混的方法来对聚苯乙烯进行改性。然后, 当我们的课程讲到“配方设计”时, 让学生们根据课堂上讲到的知识, 确定一个聚苯乙烯/聚乙烯共混物制备的配方;而当课程讲到“成型工艺”时, 学生们就可以选择适当的成型方法和工艺条件。而且, 根据课程中关于“成型加工过程中的物理化学变化”的介绍, 学生们设想聚苯乙烯/聚乙烯共混物的结构、形态和性能等方面会发生什么样的变化。当调研内容基本完成后, 我们为学生们提供他们设计配方所用的原材料, 开放成型加工实验室, 让他们真正制备出自己设计的共混物材料。最后, 让他们通过各种测试手段对自己制备出的材料进行表征, 看看是否会发生所设想的结构、形态和性能等方面的变化。结合课程特征改变教学与考核方法

在我们的教学过程中, 将聚合物成型加工这门课程的内容分为了两个基本的部分:第一是聚合物加工的理论基础部分, 主要包括了聚合物材料的加工性质、聚合物的流变性质、聚合物液体在管和槽中的流动、聚合物加工过程的物理和化学变化;第二是聚合物的成型加工技术, 主要包括了成型物料的配制、塑料的一次和二次成型、橡胶的加工与硫化、纤维的拉伸成型与后处理。课程内容较丰富, 两个部分的内容较鲜明的划分成了“理论”和“技术”两大块。这两部分教学内容的差异决定了其教学方法及考核方式的多样化。因此, 我们在进行教学改革过程中, 改变了以往“一考定音”的考核方式, 针对不同教学内容,采用不同的教学方法, 进行不同的教学考核。

首先, 聚合物成型加工的理论基础中包含着流变方程推导和流体受力分析等内容, 仍然需要以课本上的知识作为主要的讲授内容, 采用黑板板书的方式进行层层剖析, 以便学生可以更清楚地理解成型加工的理论基础。对于这部分的内容可以通过课后习题以及考试的方法进行考核。其次, 这门课程中关于挤出成型、模压成型、注射成型等具体成型技术的教学内容, 则采用“教、学、做三结合” , 即边做、边教、边学, 让学生在做中学, 在学中会, 在会中懂,“案例式” ,“现场教学”等教学方法贯穿整个教学过程。在课堂讲解时则主要是结合PPT 电子教案进行, 并在课本知识的基础上增加一些对成型加工技术发展及前沿的介绍。对于这部分内容则主要通过实践课业的形式来进行考核, 同时这部分的考核在总成绩中占到了50 %以上。

其中, 实践课业是最主要反映学生学习成果的环节。实践课业采用调研报告、小组讨论及PPT 汇报的形式, 要求学生结合课堂知识, 通过上网查询资料、与老师同学或其他技术人员沟通讨论等方式, 完成实践课业要求, 针对一定的题目进行调研。并根据调研的结果设计成型配方, 选择合适的加工方法, 对影响制品性能的加工工艺条件进行简单分析, 并对调研结果进行答辩, 同时提交相关小论文。鼓励学生发散性思考, 引导自己查阅资料, 训练综合分析各种信息的能力, 加深和拓宽知识面, 对出现的多种结论组织讨论, 以此充分展示不同学生的专长。

例如, 我们针对目前国家十分重视的环保问题, 让学生进行调研, 经过小组汇总调研结果并讨论, 认为在高分子材料方面, 无卤阻燃是目前研发和产业化中较为突出的一个课题。随后学生们进一步查询了欧盟环保(RoHS 和WEEE)指令和强制性国家标准《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》, 制定出实践课业的题目———ABS 树脂的无卤阻燃。结合课程中“成型物料的配制”的内容, 学生们确定了以膨胀型阻燃剂替代掉传统的溴系阻燃剂的基本配方。接着又结合课程中各种成型加工技术的的介绍,学生们选定了挤出切粒的成型工艺。同时, 学生们还根据市售相关商品的性能, 制定了一个包括冲击强度、拉伸强度、阻燃级别等参数在内的标准, 在系统性实验中通过多次调节配方和工艺来达到这个标准。综上所述, 针对本校高分子专业的办学方针———以提高学生综合素养为宗旨, 培养应用性人才为目标, 对《聚合物成型加工》课程的教学内容、教学方法、考核形式等方面都进行了改革, 将聚合物成型加工技术知识理论与实验室现场工艺过程相结合, 既强调实践教学的重要, 又不忽视基础理论知识, 强化学生的综合素质。

第二篇：聚合物成型原理与技术课程论文

聚氨酯基磁流变弹性体复合材料的制备与表

征

张攀

(复合新技术国家重点实验室，材研1201 班，学号1049721200287)

摘要：本文针对磁流变液中羰基铁粒子容易发生氧化，分散稳定性差的应用瓶颈技术难题，利用聚醚型聚氨酯为基体，将与聚乙二醇具有良好相容性的复合磁性粒子作磁性粒子均匀分散在基体中，制备较高磁流变效应，高稳定性及抗老化性的磁流变弹性体。通过高倍光学显微镜对其粒子表面化学改性对磁流变效应的影响进行研究，不同磁场强度下对剪切模量与磁场的关系进行的测试研究，以及湿热老化实验对抗老化性能研究。结果表明复合粒子制备的磁流变弹性体具有更大的磁流变效应，用复合粒子制备的样品比碳基铁粉制备的样品抗老化性能更好。

关键词：磁流变弹性体；复合磁性粒子；磁流变效应；抗老化性能

中图分类号： 文献标识码：A

文章编号：1671-4431(2012)11-1111-11

Preparation and Characterization of Polyurethane-Based Magnetorheological Elastomer Composites

Pan Zhang(State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing,class 1201,Student ID

1049721200287)

Abstract: This article is about using the polyether type polyurethane as the base body to solve the application bottlenecks technical problems of magneto-rheological fluid, which is prone to oxidation and has poor dispersion stability.Making use of the composite magnetic particles that have a good compatibility with polyethylene glycol as the magnetic particles to disperse homogeneous and obtain higher magnetorheological effect, high stability and aging resistance magnetorheological elastomer.The products were characterized by means of the high-power optical microscope to study the relationship between surface modification of the particles and the MR effect, The link between shear modulus and magnetic field was characterized in different magnetic field strength, as well as the ageing resistance was characterized by the hot and humid aging test.The results demonstrate that the use of composite particles to prepare magnetorheological elastomer has larger magnetorheological effect, and the samples prepared by composite particles have better anti-aging properties than the carbon-based iron powder samples.Keywords: magnetorheological elastomer;composite magnetic particles;magnetorheological effect;anti-aging properties

磁流变弹性体出现的较晚，是磁流变材料家族的新成员。当初由于磁流变液自身材料存在颗粒易沉降、稳定性差和颗粒磨损等问题，研究人员采用向磁流变液中添加各种稳定剂等添加成分的方法来这些问题，后来使用海绵材料来吸附磁流变液，最终发展出使用橡胶等高分子材料作为固态基体来取代磁流变液的油基或水基的液态基体，才制备出了磁流变弹性体材料。本文针对磁流变液长期物理化学稳定性以及易沉降等问题，研究一种新型磁控智能材料—磁流变弹性体。它是将复合磁性粒子分散于聚醚型聚氨酯弹性体中形成特定结构后固化制备而成的。由于颗粒固定在基体中，因而不存在颗粒沉降问题。而且在很宽的磁场范围内，其机械和流变性质能够迅速、灵敏的变化。最后对其磁流变效应和抗老化性能进行研究和分析。磁流变弹性体的研究

1.1 磁流变弹性体介绍

磁流变弹性体是磁流变材料家族的新秀。为了解决磁流变液的易沉降、稳定性差和颗粒易磨损等缺点，人们添加各种稳定剂等添加成分直到使用海绵材料来吸附磁流变液。最终发展到使用高分子聚合物(如橡胶等)来取代磁流变液的油基或水基的液态基体。磁流变磁流变弹性体弹性体兼有磁流变液、磁性橡胶和弹性体的优点，又克服了磁流变液易沉降、稳定性差、颗粒易磨损等缺点，故在动力系统的半主动隔振器、噪声控制、抗冲击以及电磁传感器等多个研究领域具有广阔的应用前景。近年来，磁流变弹性体的制备、机理和应用受到越来越多的重视，成为磁流变材料研究的一个热点。针对磁流变液长期物理化学稳定性以及易沉降等问题，一种新型磁控智能材料一磁流变弹性体应用而生。聚醚型聚氨酯弹性体是一种既具有塑料高硬度，又具有橡胶高弹性的高分子合成材料。

对于磁流变弹性体，由于铁磁性颗粒是固化在弹性体基体里，其移动受到了限制，在加磁场前后不会发生相变现象。它工作在材料的屈服强度之前，通过用磁场改变材料的模量和阻尼来实现智能控制。磁流变弹性体的绝对磁流变效应和相对磁流变效应一般是指其模量随磁场的变化的绝对值或相对值。磁流变弹性体的具有磁场可控的力学性能，它对磁场的响应可逆、迅速(在毫秒级)。磁流变弹性体的绝对和相对磁流变效应一般是指其(剪切或压缩)模量随磁场变化的绝对值或相对值。

磁流变弹性可分为两类:一种是定向的磁流变弹性体，另一种是各向同性的磁流变弹性体。定向的磁流变弹性体中粒子沿预加外场方向排列形成链状或柱状结构，在基体硫化后他们被固定在其位置上。各向同性磁流变弹性体中粒子均匀分布，可认为是各向同性的。1.2 磁流变弹性体的制备

作为一种新兴的智能材料，所报道的磁流变弹性体的制备方法有很多种，总结磁流变弹性体的制备方法，按材料加工时的基本状态划分，可将制备工艺分为两大类:机械共混法和液态混合法。

机械共混法，是指现在普遍采用的工业橡胶标准制备工艺，其主要原料是天然橡胶和各种合成橡胶，采用塑炼、混炼、压延和硫化等工序生产出弹性体成品。在混炼过程中加入铁磁性颗粒，并在硫化过程中施加外部磁场形成有序结构。另一方面是使用热塑性橡胶，在热塑状态下加入铁磁性颗粒，在磁场下冷却固化。

液态混合法是采用液体状态的橡胶基体和铁磁性颗粒混合后，形成流体混合物，可以在磁场下硫化，形成有序结构;上述两种方式是现在制备磁流变弹性体的主要方式。1.3 磁流变弹性体的组成

磁流变弹性体主要由基体材料和分散其中的磁性粒子组成。基体材料的选择除流变学性质的要求外，磁导率也要尽可能低。据报道，目前已有多种材料被用作基体材料，有硅橡胶，聚乙烯醇，白明胶，硬质天然和合成橡胶和聚氨酯橡胶。磁性粒子选择的标准与磁流变液相似，要求颗粒具有高导磁率，低剩磁和高饱和磁化强度。常用的磁性颗粒主要是球形的羰基铁粉，尺寸在微米到纳米级的。另外也使用较大尺寸的不规则纯铁粉。

磁性粒子对磁流变弹性体性能的影响磁性粒子的尺寸及种类对磁流变弹性体的性能都有较大的影响。在外加磁场下，磁流变弹性体中掺杂的磁性粒子间相互吸引作用引起磁流变弹性体模量的变化，由此获得磁流变效应。为了得到高磁流变效应的磁流变弹性体，磁性粒子必需具有高磁导率，低剩磁和高饱和强度。常用的磁性粒子是球形的碳基铁粉，具有高磁导率和低剩磁及高饱和磁化强度，其饱和磁化强度Ms=2.0T。高磁导率和高饱和磁化强度的粒子间吸引作用强，因而带来高磁流变效应。高剩磁粒子在磁场撤去后，相互间仍具有很强的作用力，在宏观上表现为具有较高的剪切模量，导致磁流变弹性体的有效作用区间降低，且会降低磁流变弹性体的使用寿命。使用尺寸较大的粒子能获得稳定和高度磁化的材料，而且粒子的团聚是可逆的。纳米级粒子容易团聚且一旦团聚后不能再次分离。为了获得显著的磁流变效应，粒子应足够大以便支持足够多磁畴。1.4 磁流变弹性体的应用

自从磁流变液问世以来，其独特的磁流变效应在许多领域得到应用，如汽车工业，抗震和吸振器。这些应用已逐渐工业化和商业化。美国Lord公司专业研究，生产和销售磁流变液以及一系列基于磁流变液的应用装置，如刹车，离合器和阻尼器。但是磁流变液同时存在许多缺陷，阻碍它的应用，如沉降，环境污染和密封问题。磁流变弹性体是磁流变液的固态类似物，它的磁流变效应表现在磁控剪切模量上，利用这种独特的性质，弹形体有希望在减振器，硬度可调防震垫，汽车悬架和可变阻抗面。但这些应用还处于探索阶段。

（1）汽车减震一可变刚度的轴衬：美国福特汽车公司的Waston首先在应用上做了开创性的工作，己申请了使用磁流变弹性体的汽车悬架套筒专利。该套筒用于车轮轴控制臂与汽车车身武汉理工大学硕十学位论文的连接。该套筒刚度的调节是基于汽车驱动系的状态，以降低悬架变形并改善乘坐舒适性。实验发现，该套筒在轴向和径向都具有刚度、阻尼和力的可控特性，且能迅速对磁场做出响应。在正弦激振、频率为0.5-20Hz、振幅峰2峰值为0.06-1.0mm等实验条件下，刚度和阻尼随着控制电流增大而增加，且大致成线性关系;最大电流(5A)时刚度和阻尼比零电流时增加了25%。当输入阶跃电流时，套筒建立稳定输出力的响应时间约为9.5ms。Ginder等利用磁流变弹性体的力学性能可由磁场控制，设计出了能在轴向和径向实现不同的刚度控制的磁流变弹性体轴衬。

（2）可调频式吸振器：磁流变弹性体调频动力吸振起原理与结构示意图如图1-4所示。图中1为动力吸振器的振子，2为磁流变弹性体，3为导磁骨架，4为励磁线圈。整个导磁骨架构成一个C型回路，骨架由工业纯铁制成;线圈与电流可控的直流电源相接，产生的磁场通过导磁骨架垂直穿过磁流变弹性体;磁流变弹性体作为吸振器的弹性元件，位于C型缺口与吸振器的振子之间，与骨架和振子固接。

图1-4磁流变弹性体调频动力吸振器原理

中国科技大学的邓华夏、龚兴龙等人设计了一种磁流变弹性体移频式吸振器及其控制方法。该发明吸震效果好，消耗能量少，减振频率宽，质量和体积较小，结构简单，控制方法容易。孙红灵、龚兴龙等人设计了一种磁流变弹性体主动吸收系统及控制方法。

九江学院的游世辉等人设计了一种磁流变弹性体橡胶空气弹簧。弹簧由磁流变弹性体及其上下连接的上支板和下支板和控制系统组成，控制系统包括气压调节系统和实时刚度调节系统。解决了橡胶空气弹簧能自动实时调节变化高度和刚度的问题，提高汽车的减震性能，改善乘坐舒适性和操纵平稳性。可广泛应用于各种机动车的悬架减振系统。

（3）主动减噪系统：Mehdi Farshad将硅橡胶为基体的磁流变弹性体用于窗口、墙、屋顶的主动减噪系统。其基本原理为:通过电磁机理，使装有MR的盘子发生振动从而抵消噪声源产生的振动。具有主动减噪功能的窗口由主动和被动两部分组成，被动窗口的功能隔热和被动隔音，其中的橡胶部分主要是起密封作用。而主动窗口中的磁流变弹性体除了起到密封作用还起到磁致伸缩作用。其中电磁铁用来作用于磁流变弹性体以产生磁弹波或振动。主动窗口的行为可以通过传感器，反馈系统，控制系统来调节。

实验结果表明很小的电脑输入就可以产生200Hz以下的机械振动。这一系统在智能墙，屋顶，房间及其它开口处的减噪方面将发挥重要的作用。

（4）磁流变弹性体同时被应用于一些军方项目上，例如美国军方正在研究将磁流变弹性体用于导弹攻击核潜艇水下发射时的抗冲击性能。潜艇在水下进行导弹潜射时，发射舱需要经受来自导弹和水流共同作用的冲击载荷，而且不同的型号的导弹由于其尺寸和重量的差异对舱体的冲击也各不相同。导弹发射舱内所用的传统的抗冲击材料只在应付固定型号导弹时才有效，而磁流变弹性体可以通过磁场改变刚度，使之可以适用于不同型号的导弹发射所产生的冲击，如图 1.6 所示为导弹潜射示意图。

图 1.6 俄亥俄级导弹攻击核潜艇

1.5 磁流变弹性体研究中存在的问题

从磁流变弹性体产生至今，对其材料研究已经取得了很大的成就，但在磁流变弹性体的材料选择、制备方法、性能评估和工程应用等领域内还有很多问题值得深入研究和探讨。首先是磁流变弹性体在制备过程中的各种目标性能之间存在矛盾。因为磁流变弹性体的性能很大程度上取决于基体材料的选取，如果想要制备高磁流变效应的材料，就要选择较软的高分子聚合物基体，此时制备出的磁流变弹性体其机械性能必然不佳，从而限制了材料的应用。相反，若想得到具有较强机械性能的磁流变弹性体，就要选择硬度较高的材料(例如天然橡胶、顺丁橡胶以及聚氨酯等)作为基体，此时制备出的材料在满足较高机械性能的同时却不能达到较高的磁流变效应，同样限制了材料的应用范围。因此，想要制备出同时具备高磁流变效应和高机械性能的磁流变弹性体，就需要为其选择更为合适的基体材料，并采用更先进的制备方法。其次，对磁流变弹性体内部磁性颗粒分布规律与材料性能之间的关系没有比较深入地研究。磁流变弹性体性能是外场可控的，这一特性是因其内部磁性颗粒有序结构的存在引起的，这种磁致变化特性与材料所用的基体无关。所以要想从理论上指导磁流变弹性体的制备，就必须了解磁性颗粒的分布规律和磁流变弹性体性能之间的关系。因为磁流变弹性体和磁流变液的流变性能具有一定的相似性，所以较为简单的方法就是将应用于磁流变液的力学模型加以修正后推广到磁流变弹性体的性能分析。但因为磁流变弹性体和磁流变液所用的基体性能差别太大，所以在建模时需要特别考虑基体对磁性颗粒运动规律的影响，以及基体与颗粒间的相互作用。磁流变弹性体性能表征方法

2.1 粒子表面化学改性对磁流变效应的影响

图4-3磁流变弹性体的高倍光学显微镜图像，复合粒子(a)和羰基铁粉(b)为改善金属铁粒子与基体的相容性，并尽可能减少其在固化过程中引起的不均匀分布，我们用第三章制备的PED3A@Fe复合粒子作为磁性粒子，制备磁流变弹性体。图4-3是样品B1(a)和样品A1(b)的形貌，用高倍光学显微镜观察得到。由图可见，由羰基铁粉制备的磁流变弹性体B1的微观结构中，含有不少几十微米左右的空隙，这可能是由于粒子与硅橡胶基体之间相容性不好，使铁粒子容易脱落后留下的空穴。而由复合粒子制备的样品A1，如图a所示，空隙较少，粒子分散比较均匀。这说明使用复合粒子能够改善磁流变弹性体中磁性粒子与基体间的相容性。可能是因为复合粒子表面接枝的聚醚基团与聚氨酯基体存在相互作用力(化学键力或范德力)，使得基体能完全润湿复合粒子。

图4-4不同磁场强度下的磁流变弹性体剪切模量与频率的关系，磁场强度:0T和0.6T;(空心点为复合粒子样品

B1(a，b)，实心点为羰基铁粉样品A1(c，d))图4-4为相应的磁流变弹性体A1(c，d)和B1(a，b)的剪切模量与磁场的关系，A1中的磁性粒子是碳基铁粉，表面未经处理;样品B1中掺杂的磁性粒子是PED3A@Fe复合粒子。从图中数据可以看出，样品A1在无外加磁场时的剪切模量(e)比样品B1(a)高出0.02MPa左右;施加0.6T的外加磁场时，样品的B1剪切模量比样品A1高0.08MPa左右。从数值上看，B1的绝对磁流变效应是A1的4倍。显然，磁性粒子的表面改性有利于提高磁流变弹性体的磁流变效应。其机理可能是复合粒子表面包覆的PED3A中伸展在粒子表面的聚醚基团与聚醚型聚氨酷基体中的软链段的分子相同，由分子相似相容的原理可知，两者间存在范德华力的作用，这种作用力不仅改善了粒子与基体的相容性，同时还起到润滑剂的作用。当对磁流变弹性体施加定向的磁场时，从微观上看基体中的磁性粒子需要沿磁场方向排列，‘润滑剂’的存在使的复合粒子比拨基铁粉易于沿磁场方向移动，因此磁流变效应相对较高。另外一方面，由于碳基铁粉与基体间的相容性不好，两者间存在间隙，在施加磁场时会使磁能损失，减弱其磁流变效应。2.2 抗老化性能研究

湿热老化试验是一种人工模拟环境试验。它是用湿热试验设备产生一定的湿热环境条件模拟产品在储存、运输和使用中可能遇到的湿热环境条件，以考核产品的湿热环境适应性。人工加速湿热老化试验一般有两种方法:一种是采用恒温恒湿试验方法:一种是采用交变温湿度循环方法试验。将A1、B1两种样品放于表面皿中，敞口置于电热恒温水槽中，水槽升温至80℃，恒温加热72h后测试样品的储能模量G’及损耗因子tanδ。其中G’反映材料变形时能量储存的大小即回弹能力，tanδ反映材料变形时损耗能量的能力。具体数值如图4-9所示

图4-9磁流变弹性体老化前后的储能模量与剪切频率的关系

A1老化前(b)及老化后(d)和(a)B1老化前及老化后(c)

图4-10磁流变弹性体损耗角与剪切模量的关系 A1老化前(b)及老化后(d)和B1老化前(a)及老化后(c)从图4-9可以看出，磁流变弹性体样品A1和B1经过加速老化试验后，储能模量G尹都发生了很大的变化。A1的储能模量G’从3.8MPa下降到2.3MPa，下降了1.5MPa左右。B1的储能模量G’从3.5MPa下降到2.4MPa，下降了1.1MPa。这说明经过老化试验后，A1和B1的性能都受到严重破坏。从数值上比较，A1比B1下降的要多0.4MPa。这说明B1比A1的抗老化性能有一定的提高。聚合物基体中掺杂铁粒子会严重削弱其抗老化性，主要原因是铁粒子对氢过氧化合物很强的催化效应，加速基体的氧化，同时掺杂铁粒子会带入大量的氧气存在于粒子与基体的间隙中，也会使基体氧化。要提高磁流变弹性体的抗氧化能力需要从两方面手:一是使铁粒子表面不与空气接触，消除其催化效应;二是去除粒子与基体的间隙。样品B使用复合粒子作磁性粒子，同时解决这两个问题，复合粒子表面的包覆层起到了隔绝空气的作用，而表面接枝的聚醚基团与基体中软链段相互吸引，使粒子与基体紧密接触。因此样品B比样品A的抗氧化能力强。图4-10中列出的样品老化前后的损耗因子的变化，也证实使用复合粒子的样品B1比使用拨基铁粉的样品A1的抗氧化能力。从图中可以看出，A1和B1老化后，tanδ都变大。因为在湿热环境下，聚合物基体迅速氧化，同时水分子渗透进入基体中，使基体发生溶胀，溶胀使基体大分子结构间距增大，刚性基团的活性增加，因而使基体增塑，水分子向基体内部的扩散使内部产生裂纹、微小裂缝或其他类型的变化，水分子助长裂纹的扩散，使基体破裂，导致断链。聚合物基体分子链的断裂导致其在动态应变下的内摩擦变强，内耗变大因此损耗因子变大。样品A1比B1的相对变化值要大，是因为B1减弱了铁粒子对基体的加速氧化作用。因此使用PED3A@Fe复合粒子制备磁流变弹性体在一定程度上提高了整体的抗氧化能力。结论与展望

3.1 结论

（1）用高倍光学显微镜观察发现使用复合粒子能够改善磁流变弹性体中磁性粒子与基体间的相容性。得到磁性粒子分散良好的聚氨酯弹性体。

（2）在不同磁场强度下研究磁流变弹性体剪切模量与频率的关系实验中，用聚醚型聚氨酯为基体制备的磁流变弹性体与复合磁性粒子具有很好的相容性，提高了磁流变弹性体的磁流变效应。

（3）湿热老化试验表明聚合物基体中掺杂铁粒子会严重削弱其抗老化性，而使用复合磁性粒子制备的磁流变弹性体在一定程度上提高了整体的抗老化能力。3.2 展望

近年来关于如何提高磁流变弹性体性能以及磁流变弹性体材料性能分析的研究比较少。本文主要以实验方法，从基体材料选取以及制备方法改进的角度出发，研究如何制备高磁流变效应、高机械性能和高耐久性能的磁流变弹性体；通过实验对磁流变弹性体的疲劳和老化等耐久性能进行了研究和讨论；着重分析了磁流变弹性体在不同温度环境下的性能并给出相关的力学模型；利用磁流变液和磁流变胶的特性制备出分别含有磁流变液和磁流变胶的夹杂型磁流变弹性体。

参考文献

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第三篇：聚合物加工原理习题

第四章

1、举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。

聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。端末效应包括入口效应和模口膨化效应(离模膨胀)即巴拉斯效应。不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象。

2、简述高聚物熔体流动的特点。由于高聚物大分子的长链结构和缠绕，聚合物熔体、溶液和悬浮体的流动行为远比低分子液体复杂。在宽广的剪切速率范围内，这类液体流动时剪切力和剪切速率不再成比例关系，液体的粘度也不是一个常此因而聚合物液体的流变行为不服从牛顿流动定律。即非牛顿型流动。

3、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式?在塑料成型过程中可采取哪些措施以减少弹性表现对制品质量的不良影响? 聚合物熔体在加工过程中的弹性行为主要有入口效应、离模膨胀和熔体破裂。随熔体在口模内停留时间延长，弹性变形得到恢复，离模膨胀呈指数关系减小。故增长口模长度可减小离模膨胀。保证挤出速率在临界挤出速率以下，γc随挤塑温度的增加而变大，但与口模的表面粗糙度无关。因此，升高温度是挤塑成功的有效办法。入口收敛角α↑，γc↓，L/D↑, γc↑减小入口收敛角，增大长径比可增大临界挤出速率。

4、取向度对注塑制品的力学性能有何影响? 非晶聚合物取向后，沿应力作用方向取向的分子链大大提高了取向方向的力学强度，但垂直于取向方向的力学强度则因承受应力的是分子间的次价键而显著降低。团此拉伸取向的非品聚合物沿拉伸方向的拉伸强度，断裂伸长率和冲击强度均随取向度提高而增大。取向结晶聚合物的力学强度主要由连接晶片的伸直链段所贡献，其强度随伸直钱段增加而增大，晶片间伸直链段的存在还使结晶聚合物具有韧性和弹性。通常，随取向度提高，材料的密度和强度都相应提高，而伸长率则逐渐降低

5、聚合物在成型过程中为什么会发生取向？成型时取向产生的原因及形式有哪几种？取向对高分子材料制品的性能有何影响？

成型加工时，受到剪切和拉伸力的影响，高分子分子链发生取向。依受力方向分为：

1、流动取向：系指在熔融成型或浓缩成型中，高分子化合物的分子链、链段或其他添加剂，沿剪切流动的方向排列。次表层的取向度最高。

2、拉伸取向：系指高分子化合物的分子链、链段或结晶等受到拉伸力的作用沿受力方向排列。有单向拉伸和双向拉伸。

影响因素：

1、分子结构（结构简单，柔性的有利于取向）

2、低分子化合物（降低Tg/Tf有利于取向）

3、温度（升温有利取向）

4、拉伸比（增加有利取向）高分子材料经取向后，拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性等增加，单轴拉伸后，取向方向（纵向）和垂直于取向方向（横向）强度不一样，纵向强度增加，横向减少，对于结晶性高分子，取向拉伸后结晶度增加，玻玻璃化温度增加。

6、入口压力降产生原因有哪些？（1）、物料从料筒进入口模时，熔体粘滞流动流线在入口处产生收敛所引起的能量损失；（2）、在入口处由于聚合物熔体产生弹性变形，因弹性能的储蓄所造成的能量消耗；（3）、熔体流经入口处时，由于剪切速率的剧烈增加而引起速度的激烈变化，为达到稳定的流速分布所造成的压力降。

7、聚合物的结晶度将如何影响注射制品的性能？对结晶度较高的材料，在注射工艺参数的选择中应该注意那些问题？

聚合物结晶度对制品性能影响包括：密度、力学性能、热性能及其他性能等。密度：结晶度高, 分子链排列有序而紧密, 分子间作用力强, 所以密度随结晶度的提高而增大。拉伸强度：结晶度高, 拉伸强度高。弹性模量：弹性模量随结晶度的增加而增大。冲击强度：冲击强度随结晶度的提高而减小。热性能：结晶度增加有利于提高软化温度和热变形温度。光泽度：结晶度提高会增加制品的致密性, 使制品表面光泽度提高, 但由于球晶的存在会引起光波的散射, 而使透明度降低。翘曲：结晶度提高会使体积变小, 收缩率加大。对结晶度较高的塑料设定工艺参数应注意：主要是模温的设定，当聚合物熔体温度高于熔融温度时(T > Tm), 大分子链的热运动显著增加, 当大于分子的内聚力时, 分子就难以形成有序排列而不易结晶;当温度过低时, 大分子链段的运动能很低, 甚至处于冻结状态, 也不容易结晶。所以结晶的温度范围是在T g 和Tm 之间。冷却速度： 冷却速度决定于熔体温度与模具温度的温差。冷却速度快, 结晶时间短, 结晶度低, 制品密度也会降低。注射压力：对于结晶性高聚物而言, 在注塑过程中, 可通过提高注塑压力和注射速率获得较高的结晶度, 当然, 提高的程度应以不发生熔体破裂为限。挤出成型

单螺杆挤出机的挤出系统和传动系统包括哪几个部分? 单螺杆挤出机由传动系统，挤出系统，加热和冷却系统，控制系统等几部分组成。挤出系统和传动系统主要包括传动装置、加料装置、机筒、螺杆、机头和口模等五部分 简述单螺杆挤出机的螺杆的几个功能段的作用.加料段：自物料入口向前延伸的一段称为加料段，在加料段中，物料依然是固体，主要作用是使物料受压，受热前移，螺槽一般等距等深。压缩段：压缩段是指螺杆中部的一段，物料在这一段中受热前移并压实熔化，同时也能排气，压缩段的螺槽体积逐渐减小。均化段：螺杆最后一段，均化段的作用是使熔体进一步塑化均匀，并使料流定量，定压由机头流道均匀挤出，这段螺槽截面是恒等的，但螺槽深度较浅。

什么是螺杆的压缩比,单螺杆挤出机的螺杆通过哪些形式获得压缩比? 螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段的最后一个螺槽的容积之比，它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。

在螺杆的压缩段附加一条螺纹，这两条螺纹把原来一条螺纹形成的螺槽分成两个螺槽，一条螺槽与加料段螺槽相通，用来输送固态物料；另一条螺槽与均化段相通，用于液态物料的输送。这就避免了单螺纹螺杆固液共存于一个螺槽引起的温度波动。如何获得单螺杆挤出机最大的固体输送速率? 结构角度：1增加螺槽深度； 2降低物料与螺杆的摩擦系数； 3增加物料与料筒的摩擦系数； 4选择适当的螺旋角。工艺角度：1增加料筒温度（fb↑）；②降低螺杆温度（fs↓）。简述双螺杆挤出机的主要工作特性。

a.强制输送作用 在同向旋转啮合的双螺杆挤出机中，两根螺杆相互啮合，啮合处一根螺杆的螺纹插入另一根螺杆的螺槽中，使其在物料输送过程中不会产生倒流或滞流。无论螺槽是否填满。输送速度基本保持不变，具有最大的强制输送性。

b.混合作用 由于两根螺杆相互啮合，物料在挤出过程中进行着比在单螺杆挤出机中更为复杂的运动，不断受到纵向横向的剪切混合，从而产生大量的热能，使物料加热更趋均匀，达到较高的塑化质量。c.自洁作用 反同旋转的双螺杆，在啮合处的螺纹和螺槽间存在速度差，相互擦离过程中，相互剥离粘附在螺杆上的物料，使螺杆得到自洁。同向旋转的双螺杆，在啮合处两根螺杆的运动方向相反，相对速度更大，因此能剥去各种积料，有更好的自洁作用。简述聚合物物料在单螺杆挤出机中的熔化过程。

由固体输送区送入的物料，在进入熔化区后，即在前进的过程中同加热的料筒表面接触，熔化即从这里开始，且在熔化时于料筒壁留下一层熔体膜，若熔体膜的厚度超过螺翅与料筒间隙，就会被旋转的螺翅刮落，并将其强制积存在螺翅的前侧，形成熔体池，而在螺翅的后侧则为固体床，这样，在沿螺槽向前移动的过程中，固体床的宽度就会逐渐减少，直至全部消失，即完全熔化，熔体膜形成后的固体熔化是在熔体膜和固体床的界面发生的，所需热量一部分来自料筒的加热器，另一部分则来自于螺杆和料筒对熔体的剪切作用。简述聚合物熔体在挤出机均化段的流动形式。熔体在均化段的流动包括四种形式：正流、逆流、漏流和横流。正流，亦称拖曳流动：由于螺杆旋转时螺棱的推挤作用引起物料沿螺槽方向(z方向)向机头的流动，这是均化段熔体的主流。逆流，亦称压力流动：由于机头口模、过滤网等对料流的阻碍作用使料流沿螺槽反向的流动。横流：螺棱的推挤作用和阻挡作用造成的物料在落槽内的往复流动，仅限于在每个落槽内的环流。漏流：物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆的轴向往料斗方向的流动，它也是由于机头和口模对物料的阻力所产生的反向流动。

什么叫螺杆的长径比？螺杆长径比的增加对物料的加工有何好处？

螺杆有效工作长度与直径之比。n一定时，L/D增加，物料在螺杆中运行时间延长，有利于物料塑化与混合，使升温过程变缓；可使均化段长度增加，可减少逆流和漏流，有利提高生产能力。简述管材挤出的工艺过程及管材挤出的定径方法。

挤出工艺：物料经挤出机塑化、机头口模成型后，经定型装置冷却定型、冷却水槽冷却、牵引、切割，得到管材制品。

定内径：定径套装于挤出的塑料管内，即从机头挤出的管子内壁与定径套的外壁相接触，在定径套内通冷却水，将管子冷却定型。由于定径套的冷却水管是从管芯处插入的，故这种定型法只有直角式机头或偏移式机头的挤出才能使用。定外径：使挤出管子的外壁与定径套内壁相接触而起定型作用。内压法：向管内通入压缩空气的内压法真空法：在管子外壁抽真空法

以尼龙棒材的挤出成型为例,说明挤出成型的工艺过程,并讨论原料和设备结构的选择,工艺条件的控制中应注意的问题。

①原料的选择：尼龙的熔融温度范围窄，黏度偏低，须特别注意选择高黏度的尼龙作为挤出棒材的原料，以保证成型的稳定性；②原料干燥：尼龙极易吸水，挤出前必须充分干燥，否则，会导致尼龙在加工过程中出现降解；③挤出成型：是棒材制造的主要过程，挤出成型中应注意两点，一是挤出速度要慢，否则影响定型；二是温度控制波动范围要小，否则容易造成黏度的较大波动，从而影响挤出稳定性； ④制品的定型与冷却：定型部分要长一些，采用缓慢冷却，若使用急冷，很容易造成棒体内部缩孔；⑤牵伸和后处理：牵引要均匀，牵引切割后的棒材要进行调湿处理，以防止使用过程中的尺寸变化。注射成型

注塑机有几种类型，包括哪些组成部分。

按传动方式：机械式注塑机，液压式注塑机，机械液压式注塑机按操纵方式：手动注塑机、半自动注塑机、全自动注塑机按塑化方式：柱塞式注塑机、预塑式注塑机、橡胶注塑机包括以下：注射装置、合模装置、液压电气控制系统 嵌件预热有何意义。

为了装配和使用强度的要求，理解塑件内常常嵌入金属嵌件。注射前，金属嵌件先放进模具内的预定位段，而后经注射成型才能和塑料成为一个整体。由于塑料与金属的热性能差异很大，两者收缩率不同，因此，有嵌件的塑料制品，在嵌件周围易出现裂纹或制品强度较低。设计制品时应加入制件周围塑料的厚度，同时对金属嵌件进行预热也是必要的。因为嵌件预热可以减小塑料熔体与嵌件的温差，使嵌件周围的塑料熔体冷却比较慢，收缩比较均匀，产生一定的熔料收缩作用，以防止嵌件周围产生较大的内应力。

注射机常用喷嘴类型？从加工塑料性能和成型制品特点来考虑，如何选择喷嘴？

1、通用式喷嘴：是最普遍的形式，这种喷嘴结构简单，制造方便，无加热装置，注射压力损失小，常用于PE、PS、PVC及纤维等注射成型。

2、延伸式喷嘴：是通用是彭罪的改进型，结构也较简单，制造方便，有加热装置，注射压力姜较小，适用于PMMA、POM、PSF、PC等高粘度树脂

3、弹簧针阀式喷嘴：是一种自锁式喷嘴，结构较复杂，制造困难，流程较短，注射压力损失较大，较适用于PA、PET等熔体粘度较低的塑料注射。

试问一旦在注射成型过程中（使用螺杆式注射机）发现未熔的颗粒料，将如何调整工艺参数以获得理想的制品？

注射成型过程中发现未熔的颗粒料，其主要原因是塑化不良。调整工艺参数：可适当提高塑化背压，适当提高料筒温度，延长物料在料筒中停留时间，提高螺杆转速等。随着螺杆转速的增加，橡胶注射成型的硫化时间为何呈现“U”形变化？

随着螺杆转速的提高，机筒内的胶料受到剪切、塑化和均化的效果提高，可获得较高的注射温度，缩短注射时间和硫化时间。螺杆转速过高时，螺杆表面橡胶分子链发生拉伸取向，形成多层取向状态，产生一种收缩力，起到一种钳制作用，使胶料成团抱着螺杆一起转动，产生较严重的“包轴现象”，不能使胶料很好地受到剪切作用，故胶温反而下降，注射温度降低，硫化时间延长。注塑制件后处理主要有哪些方法，各有什么意义。

随着螺杆转速的提高，机筒内的胶料受到剪切、塑化和均化的效果提高，可获得较高的注射温度，缩短注射时间和硫化时间。螺杆转速过高时，螺杆表面橡胶分子链发生拉伸取向，形成多层取向状态，产生一种收缩力，起到一种钳制作用，使胶料成团抱着螺杆一起转动，产生比较严的“包轴现象”，不能使胶料很好的剪切作用，故胶温反而下降，注射温度降低，硫化时间延长。

注塑制件后处理主要有哪些方法，各有什么意义

热处理，调湿处理，热处理的实质：使强迫冻结的分子链得到松他，凝固的大分子链段转向无规位置，从而消除这一部分的内应力。提高结晶度，稳定结晶结构，从而提高结晶塑料制品的弹性模量和硬度，降低断裂伸长率。调湿处理是为了在较短的时间内稳定的尺寸。同时还可以加快达吸湿平衡，从而改善制件的柔曲性和韧性，使它的冲击强度和拉伸强度均有提高。结晶性塑料和非晶塑料在注塑工艺上有何不同。塑化阶段，结晶性塑料的塑化需要更长的时间冷却阶段，结晶性塑料的冷却要严格控制，冷却的快慢直接影响塑件物性 某塑胶公司有如下原料： 聚乙烯A(熔体流动指数为7g/10min)；聚乙烯B(熔体流动指数为 0.3g/10min)；聚苯乙烯；聚碳酸酯；尼龙66。

–（1）拟生产Φ50cm、高300cm的垃圾桶，可选用什么成型方法，选择上述什么原料（要简述选择的理由）？为了降低生产成本，打算在聚合物中加入30％碳酸钙填料，请问在加入填料后，成型工艺可能做那些调整？

– 选择聚乙烯A，相对B而言，熔体流动指数较高，加工较容易。聚苯乙烯太脆，会被强酸强碱腐蚀，不抗油脂，不适合做垃圾桶，PC和尼龙66原材料费较高，也不适合做垃圾桶。大型垃圾桶可以用挤吹中空塑料成型。– 加入填料后，材料的黏度会有所提高，所以挤出过程中应该提高温度，以降低材料黏度，即降低加工难度。在吹塑时，气体压力不宜过大，避免基体和填料间的应力开裂。拟生产手机外壳，该公司有的工程师认为采用聚苯乙烯较好，而有的工程师认为采用聚碳酸酯较好，你认为选用那种聚合物合适，谈谈理由。若选用聚碳酸酯，在成型过程中应注意那些问题？

– 选用PC较好。聚苯乙烯的化学稳定性比较差，作为手机外壳可以被多种有机溶剂溶解，会被强酸强碱腐蚀，不抗油脂，并且在受到紫外光照射后易变色。质地硬而脆，抗冲击性能较差，作为手机外壳不耐摔，易破裂。

– 聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。但其耐磨性差，一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。

– PC遇水容易水解，产生断键、分子量下降和物理强度降低等现象。所以应该严格控制PC中的水分，避免产品出现气泡银纹等，通常在PC加工前需用热风干燥机干燥3-5小时。中空吹塑成型

简述注塑吹塑工艺过程。聚酯透明瓶的成型为例，聚酯的特点是易吸潮，结晶速度慢，为了得到尺寸精度高，透明性好的聚酯透明瓶，一般采用两步法进行注射吹塑成型。第一阶段为型坯的制造（注射法），第二阶段为坯件的吹塑成型。第一阶段型坯的制造（注射法）主要有三个步骤，首先是注射成型前的准备，对聚酯型坯的成型前准备主要是物料的干燥，一般要对聚酯切片在120℃下干燥6-12小时；其次是借助注射机和型坯成型模具进行注射成型；最后是后处理，型坯的后处理仅限于修边，不可进行热处理。第二阶段型坯的吹塑分四个步骤，第一是对型坯加热到Tg以上，进入橡胶态；第二是入模，即把加热好的型坯迅速移入模具中；第三是吹塑成型，即在已加热的型坯吹入压缩空气，型坯即胀大脱离金属管贴于模壁上成型；第四是冷却脱模。

简述挤出吹塑工艺过程。①管坯直接由挤出机挤出，并垂挂在安装于机头正下方的预先分开的型腔中；

②当下垂的型坯达到规定长度后立即合模，并靠模具的切口将管坯切断； ③从模具分型面上的小孔送入压缩空气，使型坯吹胀紧贴模壁而成型； ④保持充气压力使制品在型腔中冷却定型后开模脱出制品。

以尼龙6制备的汽车油杯的成型为例，说明挤出吹塑的工艺过程，并分析原料的选择和成型各阶段的工艺条件控制中应注意的问题。

– 汽车油杯的成型过程包括原料的选择和干燥，挤出型坯，闭模，吹塑，冷却脱模等几个过程。由于尼龙粘度相对较低型坯易下垂，原料的选择应特别注意选择高粘尼龙作为基础原料；同时，由于尼龙粘度对温度敏感性大，挤出吹塑过程应特别注意温度控制。热成型的定义。

热成型是一种以热塑性塑料板材和片材为成型对象的二次成型技术，其法一般是先将板材裁切成一定形状和尺寸的坯件，再将坯件在一定温度下加热到弹塑性状态，然后施加压力使坯件弯曲与延伸，在达到预定的型样后使其冷却定型，经过适当的修整，即成为制品。热成型过程中对坯件施加的压力，在大多数情况下是靠真空和引进压缩空气在坯件两面形成气压差，有时也借助于机械压力或液压力。

要制作一直径达2米、高5米、厚15毫米的大型聚乙烯圆筒，可以采用哪些方法？

– 对于这种大尺寸的圆筒，很难采用挤出法生产，可以采用热成型法生产。如可以用机械 加压法生产两、三块弧形板，通过热熔连接成一个完整筒体。也可以采用加热后卷绕的办法直接卷绕成型。其他成型工艺

铸塑成型有哪几种方式？

铸塑技术包括静态铸塑、嵌铸、离心浇铸以及流延铸塑、搪塑和滚塑等。请分别写出以下制品最多可以用哪些成型加工方法来生产：

– 线缆包覆层：挤出成型– 沙滩鞋底：压延成型、注射成型 – 橡胶的胎面：压出成型、模型硫化

– 小型儿童玩具：热成型、注射成型、挤出成型、搪塑成型 – 尼龙薄膜：压延成型、挤出成型、吹塑成型 – 矿泉水瓶：注射成型、挤出成型 – 塑料水桶：注射成型 – 医用标本：嵌铸成型

简述PTFE成型加工方法原理并说明如何调节其制品性能？ – 原理：PTFE 室温下冷压成型坯后再烧结，经冷却后得到制品。（可用图示说明）– 措施：控制冷却速度，调整结晶程度来调节其制品性能。

下列哪些参数与挤出机的产量无关？ D A.螺杆直径 B.螺杆长度 C.螺杆转速 D.切粒机转速 当双螺杆挤出机机头压力过高时应该调整 B A．喂料量 B。螺杆转速 C。机筒温度 D。螺杆组合 挤出机的测温装置热电偶的作用是 A A．测量温度 B。控制温度 C.加热 D。冷却 挤出过程中料条表面粗糙是因为 D A．塑料水分太大 B。熔体温度太高 C。挤出速度太低 D。挤出速率太高 挤出过程中料条带有黑点是因为 AB A．挤出温度太高 B.机头口模处有不干净的地方 C。挤出温度太低 D。原料太脏 物料塑化时的热量来源为 AB A．料筒传热 B。物料内部摩擦 C。物料反应热 D。环境热量 挤出成型的控制系统不包括 D A．电气传动系统 B。温度控制 C。压力控制 D。喂料控制 双螺杆有清除机筒、螺杆表面物料的能力，这种能力称为 A A．自洁 B。自转 C。扫堂 D。振动 塑料熔体指数越大，其流动就越容易，所以挤出量随塑料熔体指数的增加而 B A．降低 B。增加 C。无影响 D。以上都错

结晶会提高制品的许多重要性能，也会使（D）性能下降。A．密度 B。拉伸强度 C。刚度 D。透明

在加工过程中影响熔体的热稳定性及制品的耐化学试剂性和渗透性等的聚合物结构是 A A．聚合物分子中的单个原子与官能团 B。分子量 C。分子柔性 D。分子间键合 在中空吹塑成型过程中，可确定型坯成型难易程度的聚合物结构是 B A．分子柔性 B。分子量 C。结晶与取向 D。分子间键合 不管是哪类添加剂，在选用时应注意 ABCD A．相容性 B。协同性 C。功能性 D。经济性 外润滑剂加入分子中是为了 ABD A．降低塑化熔料温度 B。减少熔料与设备表面的摩擦力 C．减少熔料间的摩擦 D。阻止熔料粘在设备金属表面上 在吹塑制品过程中，若型坯的壁厚膨胀太大会造成 D A．过多的飞边 B。制品上出现褶皱 C。制品壁会太薄 D。原料的浪费 在挤出成型中会产生熔体破裂现象的因素有 D A．挤出速率 B。熔体温度 C。机头结构 D。以上都是 通过（）可消除挤出过程中出现的熔体破裂现象。AD A．提高机头温度 B。降低机头温度 C。提高挤出速度 D。降低挤出速度 在中空吹塑成型制品中，影响制品收缩率的因素有 ABCD A．塑料的种类 B。型坯的熔体温度 C。制品的壁厚 D。模具的温度 吹塑容器的底部为（），可以很好的补偿收缩率。

A．凹形 B。凸形 C。平形 D。以上三种均可

第四篇：高等数学教学改革探究论文

1高等数学教学现状和存在问题

1.1高等数学课作用的定位不准确

高等数学作为一门公共基础课，有些人把它简单的看成是一个工具，过分看重它为专业课服务的功能，忽略了高等数学的逻辑推导、思维缜密对学生综合能力和数学素养的提高，导致学生仅仅把数学看成是工具，学习掌握以“必须、够用”为原则，忽视了高等数学课的培养学生数学素养和综合能力的重要功能，没有意识到学生数学文化的培养和终身学习的需求。

1.2学生基础较差，目标不明确

随着高校招生规模的扩大，生源总体质量有所下降，学生数学基础较差，数学素养参差不齐，学生高考数学成绩差距也较大，有些学生中学没有养成良好的数学学习习惯和学习方法，高等数学是纯理论课，定义、定理、公式较多，比较枯燥，有些学生学习起来有一定难度，特别是多元函数微积分学部分，有很大一部分学生基本放弃，高等数学不及格率也居高不下。部分学生学习目的不明确，态度不端正，对于数学的要求，仅限于考试及格即可，缺乏进取心和学习兴趣。

1.3教学方法单一，不能与专业结合有的教师在高等数学的讲授过程中依旧采用传统的教学方法，教师在讲台上认认真真地讲授高等数学的内容，台下学生枯燥无味地被动地听，更有甚者玩手机。教学方法和授课内容过分强调理论的严谨性、科学性、逻辑性，而忽略学生专业学习的需求；知识点背景信息介绍，相关例题、习题、作业的选取，教学内容的编排，概念定理的叙述证明，都缺乏创新意识，各专业都一样，没有体现专业特色；重视推导、计算，忽略大学生解决专业实际问题的能力培养；重视解题能力的训练，忽略了大学生数学思想方法的熏陶。

1.4教学内容陈旧，没考虑学情

现有高等数学与中学数学在教学内容上有些地方衔接不好，比如反三角函数，极坐标、参数方程等等知识中学并没有讲解，但大学教师认为中学已经学过，高等数学教材中也没有进行补充和解释，这就造成高等数学与中学数学教学内容存在脱节现象，导致高等数学部分内容学习效果不好；同时将高等数学的部分内容下放到中学数学中讲授，部分教学内容重复，引不起学生的学习兴趣，殊不知他们只知其然不知其所以然，比如简单的导数和积分计算等。另一方面，教材体系一成不变，多选用同济大学《高等数学》，内容显得有些陈旧。

2基于专业的高等数学教学改革

2.1制定与专业课相结合的教学计划

数学教师要多与专业任课教师加强联系，可以通过调查问卷、座谈会、专题会等方式，深入了解各专业所需的高等数学知识点，如在哪些专业课中用、用到哪些高等数学知识、哪些数学知识学生掌握的不好不够用、还需补充哪些知识、哪些问题要用到数学知识解决等等。掌握这些情况后，教研室可根据专业课的需要和特点，在遵循教学大纲要求和教材完整性、科学性、系统性的前提下，适当的调整部分教学内容。通过与专业任课教师的沟通交流，兼顾学生实际和专业特点，有目的制定合理的高等数学授课计划。专业课教师（课程负责人或教研室主任）要积极配合数学教师的工作，将专业课中好的数学案例提供给数学老师，并重视数学教师的反馈意见，认真吸收高等数学教材中好的思想与方法，将专业课中所用到的数学定理、公式等通过讲授能引起学生的共鸣，共同提高教学效果。在内容上增加来自于专业的实际案例，使数学更加生动和富有吸引力，调动了学生学习数学能动性。

2.2改进教学方法，激发学习兴趣

高等数学这门课有点抽象，逻辑性强，知识构架严密，部分学生学习起来有些难度。在课堂授课过程中，如果教师只是重视分析概念、定理、证明公式，学生学起来比较枯燥，必须选择适合的教学方法。教师应积极利用先进的多媒体技术和自制的课件进行教学，以此提高学生对高等数学的学习兴趣，以便于学生掌握教材中的难点和重点，弥补传统教学方式在视觉、立体感和动态意义上的不足，使一些抽象、难懂的内容易于学生理解和掌握。教学过程中，需要用到研究性、探究式和讨论式等教学方法，可以让学生参与到高等数学教学环节的全过程之中，发挥学生的主体作用。条件成熟还可以让学生当小老师，讲授某些知识点或某个例题，教师做点评。

2.3引进具有专业背景的例题，提高学生的数学应用能力

在高等数学的课堂教学过程中，例题的选取也很有学问，例题的设计要慎重，要把某些专业知识或公式提前介绍一下。为了体现数学对于专业课学习的重要作用，教师在授课时，多采用一些与专业课有关的例题。比如经管专业讲解导数时，可以引入成本函数与边际成本的关系，工科专业讲解二重积分应用时可以引入理论力学中质心坐标计算的例题、习题或试题等。还可以将数学建模的思想引入到高等数学课堂教学中，往年典型赛题可以充实到教学内容中。让学生体会到高等数学对于他们的后续专业课的学习至关重要，从而提高学生的学习积极性。教学中所用到的例题不仅要符合教学内容和教学目的的需要，而且要兼顾学生的认知水平，有利于大学生掌握教学内容，能够为学生运用所学数学知识解决实际问题打下基础。

2.4教师要树立高等数学专业教学意识

教师要及时更新高等数学教学观念，考虑学生的专业背景，体现学生专业化的要求。教师在教学过程中在强调高等数学理论知识体系的完备性的同时，还要重视高等数学与专业课相结合培养学生的综合能力；不仅要注重数学知识的传授，还要重视数学应用能力的培养，提高学生专业应用能力。

3结论

总之，高等数学的教学各环节要与学生的专业背景紧密结合，加强高等数学与各专业课之间的密切联系，让学生端正学习高等数学的目的，培养大学生的职业创新能力。数学教师应该多与专业课教师交流，学习专业知识，完善自己的教学经验，寻找专业教学案例，加强高等数学的实际应用能力，在教学中体现高等数学的实用性和有效性，提高教学效果。

第五篇：商务日语课程教学改革探究

商务日语课程教学改革探究

摘要：从上个世纪八十年代至今，我国高校商务日语课程教学改革已经持续了近二十年。最近几年，随着市场对于商务日语专业人才的需求在持续增加，可见商务日语在今后的国际贸易中将会发出巨大的作用。文章主要阐述的是当前我国商务日语教学的情况，结合实际情况，对商务日语课程教学过程中存在的问题提出有效的改革对策。

关键词：商务日语；教学改革；问题；对策

一、商务日语课程现状

（一）相关研究才刚起步

早在2010年，相关研究人员刊发了题目为《商贸日语专业教学模式初探》的文章，有关商务日语专业教学的文章在上个世纪九十年代才刚刚萌生，从刊载的文章进行分析，大部分是以论文形式呈现的，有少部分文章发表到了《国际商务研究》和《高教论坛》上。对此，有关商务日语教学的研究才刚刚开始。有研究学者指出：在从事商务日语教学的过程中，不仅仅要对书本专业知识进行教学，还需要教会学生掌握必备的商务礼仪。认为商务日语专业的学习需要更加重视提升学生的日语交流能力、社会技能还有非言语要素和了解日本文化等等。对此，鉴于我国有关商务日语教学的研究才刚刚起步，在研究深度以及广度方面均有待提升。比如在教学内容建设、评价方式、学习效果以及教师培养等诸多方面。

（二）课程设置主要分为两大类

当前，大学商务日语具体以两种不同的形态呈现在高校日语专业教学中。其一是专业形态，例如开设商务日语专业；其二是独立的课程形态，例如有些学校把商务日语当成是选修课。但是，不管是哪种形式的专业教学，均安排在本科三年级开展教学。在开展商务日语教学的过程中要做到课程设置的多样性以及稳定性，新增许多具有特色的课程内容较为适宜。

（三）教材种类丰富

目前我国各大高校使用的日语教材主要可以划分成以下几大类：其一，以语法为主的商务日语教材；其二是以句型为主的商务日语教材；其三是以技能培养为主注重实践技能提升的教材，具体围绕如何提升学生的听说读写能力来设置课程内容的教材；其四是以话题设置为主的教材，这类教材比较能够吸引学生的兴趣；其五是以场面为主的商务日语教材。主要通过选择经典的场面，并且围绕场面展开句型或者是词汇的教学；其六，以功能为主的教材。具体是根据“拒绝”、“依赖”等功能进行教材的编写。

二、商务日语课程教学改革

（一）回归外语教学法

由于商务日语是一门具有较强实践性的大学课程，其教学的重点主要是围绕如何提升学生的商务实践能力以及日语交际能力。从整体上看，当前我国大学生的商务实践能力和日语交际能力都是比较薄弱的。对此，诸多专家学者提出了各种办法，如“项目法”、“场景式教学法”，以学生为主体开展教学，以实践为导向实施教学等等。然而，语言类知识的学习最重要的是学会使用，因此在实施教学的过程中无论使用何种教学法，最重要的是要做到不同教学法的组合与优化使用。使用交际法对于提升商务日语专业学生的口语交际具有重要作用。了解不同的外语教学法对于开展教学、丰富教学风格、提升学生的交际能力都有重要作用。

（二）关注教学过程实施教学评价

传统的教学评价方式一般是以商务日语教学为核心内容。具体考核的内容包含了学生对书本知识的掌握程度以及对学习结果的重视程度。但是，对于学习商务日语专业的学成来说，学生往往关注的是使用言语进行交流的熟练程度，是否能够使用这门语言成功地进行商务交流。因此，在改革教学评价的过程中应该充分意识到这一点，可以先进行摸底考试，掌握学生的学习程度，接着是对学生的课堂学习情况进行观察。观察学生是否能够运用日语进行流利地表达。最终进行考试，不仅仅要对学生的日语书写水平进行测验，也需要对学生具体掌握了多少日语知识进行检测。实施教学评价最终的目的不是为了获取一个简单的分数，更重要的是要判断和检测学生掌握日语知识以及交际能力的情况。比如，如果在开展日语交际表达课程的时候，发现有的学生无法做到自然地表达，此时教师应该给予及时的帮助，并且纠正学生表达中存在的问题，立即纠正。了解学生出现错误的情况到底是因为对知识掌握不到位还是口误引起的。需要做到从起初的关注课程教学结果一步步转向对教学过程的关注，这也是未来我国商务日语教学评价的主要发展方向。

三、总结

如前所述，几乎所有设有日语系的高校都开设了商务日语课程。但是商务日语在我国还是一门年轻的课程，需要在理论提升、教学实践以及师资建设等方面进行不断的研究和探索。社会对商务日语人才的培养提出了更高的要求，如何开发更完善的教材，如何在有限的教学时间内让学生的商务日语实践能力有较大程度的提高，如何通过评价促进学生的学习积极性，这些问题都值得我们去进一步思考。

【参考文献】

[1]王琳.论商务日语课程教学改革[J].日语学习与研究，2011.6.[2]姚绚文.高职院校商务日语专业课程整合及教学模式改革探析[J].经济与社会发展，2008.10.