第三章 高分子材料的配方设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 高分子材料的配方设计,1,高分子材料制品性能的影响因素,制样条件,成型方法,注射成型时，料筒和模具温度越高，试样分子取向程度越低,试样形状,薄的试样，由于表面层所占比例较大，其对拉伸强度的影响也比厚试样大,2,高分子材料制品性能的影响因素,外界因素,温度,湿度,使用环境,3,高分子材料制品设计的一般原则和程序,根据制品的使用目的和用途，确定应具备的性能特点、成本限制和适用标准等,形状和造型设计：主要考虑制品的功能、刚度、强度和成型工艺,4,5,6,高分子材料制品设计的一般原则和程序,在分析制品用途、对材料性能要求和成型加工特点的基础上合理选材,样品的配方、工艺、结构和模具的初步设计,在初步设计的基础上试制样品,性能测试、定额核算和成本核算,编制设计说明书和有关技术文件,7,高分子材料制品的主要性能,外观,表面光洁度，色泽的一致性和持久性，透明性和添加剂的析出,物理性能,吸水性、透气性等,8,高分子材料制品的主要性能,机械性能,拉伸强度、冲击强度等,热性能,热变形温度、耐热老化性等,电性能,体积电阻、介电常数等,9,高分子材料制品的主要性能,耐化学药品性能,耐酸性、耐碱性、耐溶剂性能等,燃烧性能,自燃点、氧指数、发烟性等,成型性能,成型收缩率、熔体流动性等,10,高分子材料配方设计原则,制品的性能要求,成型加工性能要求,选用的原材料来源容易，产地较近，质量稳定可靠，价格合理,必要时候采取不同品种和价格的原材料复配，适当加入填充剂，降低成本,11,高分子材料配方设计步骤,在确定制品性能和用途的基础上，初定产品形状、尺寸和成型加工方法,初选材料，进行配方设计和试验,依据材料性能数据，进行结构设计,制成实物模型，进行实样试验或模拟试验,再设计与再试验,最终确定选材和配方,材料规范化,12,材料配方的表示方法,以高分子为,100,份的表示方法,以高分子质量为,100,份，其他组分相对于高分子化合物的质量份数,以混合料为,100,份的表示方法,以高分子及各种添加剂的总量为,100,份，各组分以质量分数表示,13,配方的两种表示方法对比,组分,以高分子质量为,100,以混合料质量为,100,PVC,100,100/143,69.54,氢氧化铝,25,25/143,17.48,硼酸锌,10,10/143,6.99,三氧化二锑,8,8/143,5.59,14,配方设计时的考虑因素,配方是多因素多变量问题,各原料之间往往存在显著的交互作用,配方、工艺条件、原料、设备、产品结构之间相互依存、相互制约,对每一步骤严格控制，尽量排除试验误差,配方经验与统计数学相结合,15,单因素变量配方设计方法,爬山法,在起点分别向原材料增加和减少的方向做两个试验,哪一点好就向哪一方向一步步改变做实验，爬至某点在增加或减少效果都不好,这一点即为寻找的最佳点,关键是起点位置、试验范围和步长,16,单因素变量配方设计方法,黄金分割法,分已知线段为两部分，使其中一部分是全线段与另一部分的比例中项，若用,G,来表示它，,G,被称为黄金比或黄金分割数,在试验范围内的,0.618,处及对应点,0.382,分别做实验,比较结果，舍去坏点以外的部分,每次可去掉试验范围的,0.382,，用较少的试验迅速找出最佳变量范围,17,单因素变量配方设计方法,平分法,适用于在实验范围内制品有一定物理性能指标，以此标准作为对比条件，并且预先知道该因素对物理性能的影响规律,每次试验都是取在试验范围的中点，然后根据试验结果去掉试验范围的一半直到逼近最佳点,18,单因素变量配方设计方法,分批试验法,均分分批试验,-,在试验范围内均匀安排每批试验，比较结果，留下好的试验范围，再做下一批试验，找到理想试验范围,-,试验总时间短且快，但试验次数多,比例分割试验,-,试验点按照一定比例安排,19,单因素变量配方设计方法,抛物线法,在其他方法将试验区间缩小后，希望更加精确时候采用,利用做过三点试验后的数据，做抛物线,取抛物线顶点横坐标做下次试验数据依据,20,单因素变量配方设计方法,分数法,适用于单峰函数,在适用区间内选取特定点进行试验,21,聚丙烯管材配方实例,LDPE,10,PP,100,丁二烯橡胶,10,抗氧剂,1010,0.5,碳酸钙,30,作为包装袋薄膜原料配方应该如何变化？,作为透明的微波炉饭盒配方应该如何变化？,作为阻燃的装饰材料配方应该如何变化？,22,高分子制品设计,婴儿奶瓶,无毒，耐热，热传导性低，透明,塑料拖鞋,轻便，耐磨，柔软，便宜,药用胶囊,软胶囊,硬胶囊,23,高分子制品设计,婴儿勺,无毒，耐热，热传导性低,饮料瓶,无毒，轻便，不易渗漏，便宜,塑料花盆,耐老化，强度较高，耐湿,24,