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高分子材料分析范文1
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.025
0 引言
高分子材料在生活中非常常見,例如棉花、天然橡膠等,為人們的生活提供了重要的便利。但是對于材料使用來說,高分子材料制品的性能與加工技術是密切聯系的。通過溫度、壓力等共同作用將材料的形態進行改變,并提升其性能。而我國現階段的高分子材料成型加工技術也得到了穩定發展,技術比較全面。
1 高分子材料成型加工技術的內涵
高分子材料成型加工技術主要是通過溫度的作用,讓其整體的狀態發生改變,再進行形態重塑。而具體的類型有聚合物加工、高分子熔體加工等多個方面。近年來這項技術在工業領域也取得了巨大的突破。針對于現階段的形勢來看,該技術的主要目的在于提升生產率和使用性能,并朝著可持續發展的方向而發展。所以在未來也能實現大規模的生產,在一定程度上減少生產的能源消耗和成本[1]。
2 具體的技術種類
2.1 吹塑技術
也稱中空吹塑,一種發展迅速的塑料加工方法熱塑性樹脂經擠出或注射成型得到的管狀塑料型坯,趁熱或加熱到軟化狀態,置于對開模中,閉模后立即在型坯內通入壓縮空氣,使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內壁上,經冷卻脫模,即得到各種中空制品。這種技術細化可以分為上引、下引和平引。
2.2 注塑技術
該技術一般運用于生產結構復雜的塑料產品。由于這種技術可以在大多數的環境下發揮作用,因而使用范圍比較廣泛,且生產周期相對較短,可以保障在短時間內的生產效率,也是我國現階段常用的一項技術。以現階段塑料的品質來看,大多數的塑料都可以利用這項技術。如果要實現產品質量與外觀的雙重標準,就需要利用到一些具體的機械設備,例如擠出機。在設備設計和運用上都需要進行合理規劃[2]。而注塑技術的特點也包含了很多方面,比如可以對惰性氣體進行組合,也可以對模具加熱、移動進行成型等,涉及了多個領域。
2.3 壓制成型技術
壓制成型是利用壓力將置于模具內的粉料壓緊至結構緊密,稱為具有一定形狀和尺寸的坯體的成型方法。壓制成型的坯體水分含量低,坯體致密,干燥收縮小,產品的形狀尺寸準確,質量高。另外,成型過程簡單,生產量大,便于機械化的大規模生產,對具有規則幾何形狀的扁平制品尤為適宜。具有壓制成型廣泛用于建筑陶瓷、耐火材料等產品的生產。影響壓制成型坯體質量的工藝因素主要有成型壓力、壓制制度,粉料的工藝性能及模具的適用等。但是這種技術有一定的局限性。那就是當制品的厚度超過壓制范圍時,其作用會有明顯的下降,此時可以通過吹塑法來提升生產效率。
2.4 擠出成型
擠出成型的要點在于將塑化的高分子材料通過旋轉加壓,利用擠出機來進行成型。此時材料可以通過牽引設備從設備口引出,配合冷卻定型后最終得到需要的產品類型。在目前的工業生產中這項技術主要是對高分子材料的塑化和成型,以得到性能更好的二次產品[3]。
2.5 注射成型
注射成型技術主要運用于熱塑性塑料的成型,也可以用于熱固性塑料的成型。其技術原理在于通過加熱,將材料進行升溫,變為粘流態,然后施加壓力,讓材料進入設備模型內進行冷卻。
3 高分子材料成型加工技術的未來研究方向
3.1 聚合物加工技術
聚合物加工技術主要是通過擠出機的工作原理而發展的基礎?,F階段的技術水平下,已經可以研發出進行連續反應的擠出機。國外的十螺桿擠出機可以解決作為反應器的包括雙螺桿和四螺桿擠出機在內的其它擠出機所存在的問題。但傳統擠出機具有一定的缺陷,即在運行當中會出現一定的問題。但是隨著經濟的不斷發展,聚合物反應加工技g也得到了更加迅速的發展。而很多企業在近年來主要使用的收視傳統的混合設備進行改造,但是這種模式在化學反應的發生上面比較難控制,而反應的具體結果也具有一定的不確定性。在這種形勢下,技術研究的成本相對比較大。未來這種技術會有更完善的發展體系,例如引入電磁場并發揮其優勢,對加工過程中的化學反應進行有效控制,實現生產效率的提升。
3.2 新材料的使用
該技術在未來也必然會得到推廣使用。相比于傳統技術來說,該技術的方式比較簡單,且能源的消耗低,也不會對環境產生嚴重的污染。而該技術主要利用光盤及PC樹脂生產和運輸環節等步驟整合為一種連續的成型技術,最大的優勢在于在提升生產質量的同時實現了能源的節約。未來這種技術在強大振動力場的作用之下,聚合物的優勢會被更加充分利用,提升產品的性能。又例如熱塑性彈性體全硫化制備,實現橡膠在混煉過程中的動態全硫化,可以解決共混物在共混加工過程中的反轉問題。
4 結語
通過研究,可以看出隨著科學水平的不斷提升,我國的工業領域也得到了長足的進步,在高分子材料方面的研究也一直在進行。而高分子材料成型加工技術的有效運用,也是我國工業發展的重要標志。因此作為相關的企業,需要在當前的技術模式下不斷完善和優化,并深入研究工作,充分發揮主觀能動性掌握有著我國自主知識產權的先進技術,實現質的跨越,有效地對高分子材料進行加工,促進相關產業的發展和進步。
參考文獻:
[1]馮軍.對高分子材料成型加工技術關鍵點的分析[J].科技與企業,2014,05(17):324-324.
高分子材料分析范文2
【關鍵詞】高分子材料;成型加工技術;創新
現代社會中,科學技術成為了推動經濟發展,促進社會進步的重要力量,也正是由于科技是第一生產力的這一理念,各個國家的科技都達到了前所未有的發展速度。高分子技術應運而生,隨著人類對高分子技術的深入了解,在應用過程中遇到的很多問題有待探討,本文中就高分子材料成型加工技術的發展與創新進行了深入的討論,也希望能夠為我國的高分子技術貢獻一份力量。
一、簡述高分子材料成型加工術的發展歷程
在對一項科學技術進行深入探討之前,很有必要對其的產生、發展到應用的過程有所了解。由于新型高分子材料的發現較早,但是由于觀念上的落后以及設備上的落后,導致高分子材料從發現到大規模的應用于工業流程中所耗費的時間較為漫長。近年來,隨著關于高分子技術的一系列難題攻破,到更多、更加優良的高分子材料被發現,高分子技術開始進入飛速發展的時代。20世紀90年代塑料的平均增長率有了很大的提升,隨之而來的塑料產量也有很大幅度的提升。不管是在塑料的產量上有了大幅度的提升,在塑料的種類上,材質上,應用范圍上都有了很大的優化與發展。舉個例子來說,之前制造一批汽車可能需要三百噸鋼鐵,而現在可能只需要三百噸的塑料就能達到相同的效果,甚至更好的效果。在鋼材日益減少的現在,這些高分子材料的發明給了人類在發展道路上無限種可能。在汽車行業中,由傳統純鋼鐵制造的汽車可能已經無法滿足現代人類的需要了,而對于高分子材料制造而成的汽車,不僅在強度上不輸于鋼鐵,在造價,環保方面更是勝于鋼鐵一籌。而在其他方面也會有很多改變,規模上要更小一些,周期要相對更短一些,能量的消耗要更低一些,回收率要更高一些,對空氣的污染程度和對資源的消耗要更小一些。
二、創新型高分子材料成型加工技術
1.聚合物動態反應加工技術及設備
聚合物反應加工技術是以現雙螺桿擠出機為基礎發展起來的。目前國外已經對這一個項目進行了深入的研究,并且已經研制出了連續反應和混煉的桿螺桿擠出機,這一項研究的產生,有效地解決了雙螺桿擠出問題,還有這其他類似的反應器所不具有的優點。
在這些設備的發展過程中,技術是至關重要的一個環節,在技術上必須要有所突破。指交換法聚碳酸醞(PC)連續化生產和尼龍生產中的比較關鍵的技術是縮聚反應器的反應擠出設備,而在現在世界上所使用的反應加工設備上來看,大多數都是利用傳統的混合、混煉技術,有些國外的企業也只是對傳統的反應器進行了小范圍的優化。但是根本上都存在傳熱、傳質過程、混煉過程、化學反應過程難以控制、反應產物分子量及其分布不可控等問題。另外設備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統反應加工設備的缺陷。聚合物動態反應加工技術及設備與傳統技術無論是在反應加工原理還是設備的結構上都完全不同,該技術是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應擠出全過程,達到控制化學反應過程、反應生成物的凝聚態結構和反應制品的物理化學性能的目的。這一項技術實現了聚合物單體或預聚物混合混煉過程中的理論的突破,有了新的理論作為指導,新型的加工反應器才能夠制作出來。新的技術從理論上解決了聚合物單體或預聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點,同時從技術上解決了設備結構集成化問題。新設備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應性好、可靠性高等優點,這此優點是傳統技術與設備無法比擬或是根本沒有的。
2.新材料制備動態反應加工設備技術的革新
這一項技術的革新主要是指信息存儲光盤直接合成反應成型技術的發明,這項技術具有當代新技術所需要的大多數優點,由于采取了全然不同的理論指導和流程,這項技術具有周期短,操作建議,對環境污染小,節約資源的優點。正是由于這些優點的存在,這項技術打破了原有傳統技術的局限性,避免了很多問題的出現。而且隨著光盤存儲技術的發展,這項技術還有無限的提升空間。它的主要工作機理是把光盤級的PC樹脂化,將中間存儲和盤基成型融合在一個流程當中,再借鑒動態連續反應成型技術對交換連續化生產技術進行研究和發展。
3、復合材料物理場強化制備技術
此技術在強振動剪切力場作用下對無機粒子表而特性及其功能設計,整個流程都是在設計好的連續的加工環境中進行,省去了其他化學催化劑或者改性劑的參與,有效地實現了資源的節約。利用聚合物使無機粒子進行原位表面性、原位包覆、強制分散,實現連續化制備聚合物/無機物復合材料熱塑性彈性體動態全硫化制各技術:此技術將振動力場引入混煉擠出全過程,控制硫化反直進程,實現混煉過程中橡膠相動態全硫化。解決共混加工過程共混物相態反轉問題。
三、展望高分子材料成型加工技術未來的發展方向
近年來,在世界上的高分子材料成型技術的發展熱潮的影響下,我國的各省各地也加快了高分子材料成型技術的發展,相關部門也加大了政策上的支持。這一做法是完全符合我國改革開放以來的經濟發展路線,因此這一技術已經具備了發展的一切有利因素。
我國的各個城市陸續展開這項技術的推廣,已經有超過一半的地區在推廣和使用這一技術,這一技術所創造的經濟利益也是不容忽視的,很多地區已經將這一技術變成一個產業,工業制成品大量出口到歐洲和亞洲的很多國家和地區,在國際貿易方面有非常顯的成效,不但提高了出口的多樣性,而且拉動了社會效益和經濟效益的增長。在未來的時間里,這項技術還具有非常大的發展空間,新型高分子材料成型技術還可以應用在更多的領域,相信會有一天高分子材料會成為我們日常生活中不可缺少的東西。希望以后有更多的人才投入到這項技術中去,這樣我國的高分子成型材料加工技術才能夠趕超發達國家,為我國的外貿的發展。
四、結語
綜合上文所陳述的,我國要想在高分子材料的道路上走的更遠,必須牢記科技史第一生產力的這一原則。并且只有隨著高分子材料的不斷深入應用,我國才能夠更好地建設資源節約型環境友好型社會,才能讓世界看到中國的發展不是以犧牲環境,大量消耗資源為代價的。推動高分子加工合成技術勢在必行。
參考文獻
高分子材料分析范文3
關鍵詞: 高分子材料; 本構關系; Abaqus; UMAT; VUMAT
中圖分類號: TB324; TB115.1文獻標志碼: B
引言
高分子材料在日常生活中有著廣泛的應用,因此其不可避免地出現在仿真分析中.當前沒有一種商業軟件具有適合高分子材料的材料本構模型.Abaqus是一款優秀的商業軟件,其提供的子程序接口UMAT/VUMAT允許用戶根據使用需求自定義材料本構.[1]使用該方法,可有效解決在仿真中由于材料本構不適用而導致的仿真與實際測試差異過大的問題.
1高分子材料本構一般描述方法
業界通常使用彈塑性本構定義高分子材料的材料屬性.屈服強度一般取材料曲線上第一個峰值點.彈性模量的取法有2種不同的方式:對于應力應變關系曲線有明顯直線段的,以第一段直線的斜率作為材料的彈性模量(切線法);對于曲線沒有明顯直線段的材料,則使用原點與屈服點連成的直線的斜率作為彈性模量(割線法).2種方式與真實應力應變曲線的比較見圖1.圖 1高分子材料測試材料曲線與仿真曲線比較
由圖1可知,無論使用何種方式,仿真使用的應力應變曲線都與實際材料的應力應變曲線有較大差異.將切線法獲得材料數據代入到手機電池蓋三點彎曲中進行仿真,見圖2,其仿真與測試力位移曲線在最高點的差異約為23%,見圖3.
對于手機等一些電子類產品,高分子材料的仿真非常重要.在跌落或彎折測試中,高分子材料的應力應變關系與彈塑性本構的差異造成仿真預測不準確,必須定義正確的高分子材料本構.
2Abaqus VUMAT子程序
Abaqus提供豐富的材料本構模型庫,能夠滿足絕大多數仿真材料模型的需要;同時,還提供UMAT/VUMAT子程序接口,讓用戶可以用FORTRAN語言編程,自己定義需要的材料本構模型,對Abaqus材料庫中沒有包含的材料進行計算.幾乎可以把用戶材料屬性賦予Abaqus中的任何單元,其中UMAT用在隱式仿真計算中,VUMAT用在顯式仿真計算中.由于隱式計算與顯式計算的差別,導致UMAT與VUMAT也有一定的差異,但是經過簡單的改寫即可完成它們之間的轉換.
本文使用準靜態仿真分析方法,屬于顯式求解,所以只介紹VUMAT.
3高分子材料VUMAT本構介紹
由圖1可知,高分子材料的本構與彈塑性本構最大的差異在于彈性段是直線還是曲線.彈性段的路徑也直接影響到卸載的路徑.因此,對高分子材料本構的定義關鍵在于非線性彈性段的實現,即要根據當前的應力值實時獲取下一增量步所用的彈性模量值.程序整體流程見圖4.
圖 4程序整體流程
3.1彈性段多段線性的實現
在彈性段,程序根據彈性模量和泊松比計算應力增量.由于彈性段為非線性,需要根據應力或應變更新用于計算的彈性模量值,直至達到屈服點,因此需要在輸入文件中輸入材料真實應力應變曲線,通過查表計算的函數,根據當前應力σ所在的位置,計算當前的彈性模量.應力應變曲線輸入時,輸入格式為:
用查表的方法,直到σn
3.2卸載路徑的選擇
屈服發生后,需要選擇彈性模量參與相關計算,有2個作用:一是用來計算屈服后加載段的應力試探值(不對該增量步真實應力產生影響,只起對比判斷的作用);二是用來作為屈服后卸載的路徑(為實現不同卸載路徑,在程序中設置一個flag位,其值由用戶自己輸入),用戶可以根據實際的需要選擇卸載的路徑.如圖4中,共設置3種卸載路徑:沿切線卸載、沿割線卸載以及沿曲線卸載等.用戶也可以根據需要增加其他的卸載方式.
4子程序的驗證
為驗證子程序是否能實現設計的功能,取一個1/8的網格模型進行單軸拉伸仿真,單元類型為C3D8R.輸出其應力應變曲線,與材料真實應力應變曲線比較,見圖5.
圖 5使用VUMAT后加載應力應變曲線與材料曲線對比
使用VUMAT后,加載的應力應變曲線與材料測試得到的真實應力應變曲線完全重合,說明VUMAT可以完全反映材料在加載過程中的力學行為.在卸載過程中,分別實現沿彈性段的切線、割線以及曲線卸載.
為進一步驗證,將VUMAT用于圖2所示的手機電池蓋三點彎模型中進行仿真與試驗對比.在使用彈塑性本構模型時,仿真與測試力位移曲線的最大差異約為23%,而引入使用VUMAT編寫的高分子材料本構后,其仿真與測試的差異減少到4.5%,見圖6.從實際項目的驗證結果看,使用VUMAT后電池蓋測試的力位移曲線與仿真的力位移曲線基本重合,仿真與測試的差異也明顯減小.將該本構應用于其他高分子材料和實際案例,其仿真精度均明顯改善,也說明該子程序在實際工程中的適用性.
圖 6使用VUMAT后電池蓋力位移曲線對比
5結束語
使用VUMAT子程序后,高分子材料在加載段的力學特性與測試的真實應力應變曲線一致,同時將其應用在工程實際問題上,也與測試曲線基本一致,驗證該程序的適用性.由于高分子材料的卸載特性較為復雜,還需進一步研究,所以程序只給出3種方式供用戶按照實際需求進行選擇.
高分子材料分析范文4
[關鍵詞]應用型 地方性 高分子材料與工程 專業認證
[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)06-0129-03
在教育部與財政部頒布的《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》中,把“專業結構調整與專業認證”擺在了六項建設內容之首,專業認證已被提到我國高教建設事業的議事日程。當前,在我國整個高教評估體系中,專業認證仍是一個相當薄弱的環節,雖有起步,但仍處于初級探索和借鑒經驗的階段。因此,高校提高教育質量,保證專業教育的高水準,接受來自社會、政府、學生家長和企業的質量監督,已經成為必然趨勢,專業認證的促進功能日漸凸顯。
一、地方應用型本科院校的專業認證是內涵發展的需要
近年來,地方應用型本科院校開始關注和研究應用型人才的培養,嘗試借鑒國內外應用型大學的成功培養模式,但總體感覺無論是在理論認識上還是在實踐教學方面都比較模糊。21世紀以來,全國有相當數量的由專科升格到本科的普通高校先后組建,且多數分布在省會以外的城市和地區,以省級政府管理為主的高校(如安徽省在二本和三本院校中,有超過一半的學校都是新建本科,且發展模式多為應用型),這些新建高校就具有明顯的地方性,其辦學的主要使命就是為地方和行業發展服務。然而,受長期??平逃永m下來的人才教育觀等影響,其辦學層次雖上了一個新臺階,但在人才培養定位上,如何根據自身實際情況做好科學定位,培養符合經濟社會發展需要的人才,實現辦學質量快速發展,就成為地方應用型本科院校必須研究探索的新課題和我國現階段應用型高等教育需要研究的方向。在現階段,把好高等學校專業教育的質量關已成為社會、教育行政部門和各高等學校共同關注的焦點。由于專業認證能夠把準高等教育發展的脈搏,保證專業教育的質量,進而促進整體教育水平的提高,因此,搞好專業認證工作對于高校專業建設和高校整體辦學水平的提高有著十分重大的意義。高等教育專業認證是高校專業教育的質量保障。
作為地方應用型本科院校,在其高分子材料與工程專業的認證標準制訂上,主要是從學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍、支持條件七個方面摸清和總結高分子材料與工程專業的具體實際和自身特色,并制訂認證標準。
二、認證體系的構建
(一)學生與培養目標
在認證體系中的學生方面,分為吸引優秀生源措施和學校對吸引優秀生源的支持兩方面,學生指導依據學生綜合素質指導和專業教育指導兩個層次,學生與培養目標評價從學習表現評估、考試成績與畢業要求的一致性、學生達到培養目標要求的評價方式三個方面著手。在該專業認證標準中培養目標認證內涵上,確定專業社會需求與學科支撐從專業社會需求狀況和專業學科支撐兩方面進行認證,專業性質與所在學校辦學定位的關系需先著力于學校辦學定位,然后分析專業與學校辦學定位關系。專業培養目標描述從培養目標與要求總體描述、主要就業領域與競爭優勢、畢業生事業發展預期三個方面進行分析認證。培養目標衡量與評估從培養目標實現的衡量與培養目標實現的評估兩個角度來分析認證。保證學生的專業理論與專業(應用)技能的實際水平達到培養目標的要求,并具備從事本專業相關工作的較強能力。
(二)畢業要求與持續改進
該專業畢業生要求和認證標準覆蓋關系依托課程體系的設置來進行分析認證。
誠然,教學制度主要考量教學管理中的培養計劃制訂方式,過程控制與反饋機制從教學過程質量控制、培養目標實現評估機制,畢業生出口評估機制,課程目標達成狀況評價機制,學生對課程和學習狀況的反饋四個方面分析認證,根據反饋來實現持續改進,不斷完善的目的。
(三)課程體系與師資隊伍
落實高分子材料與工程專業的專業培養目標,主要是通過課程設置與結構合理的師資來實現。具體將學分定義、學分的獲得、學分分布融入課程設置,通過課程設置學分比例與該專業人才培養方案的對比來進行分析認證,培養計劃主要考量培養計劃修改規范過程、必修課程的先修關系、本專業分學期培養計劃、課程計劃與畢業要求對應關系幾個方面的情況,實踐環節側重于實驗課程、現場實習、課程設計,畢業設計(論文)從畢業設計(論文)工作流程、畢業設計(論文)具體任務與時間節點、畢業設計(論文)分類和評分標準、每類設計的數量和比例、分段成績比例、畢業設計(論文)清單、結合工程實際情況的畢業設計(論文)、在企業完成的畢業設計(論文)等方面進行分析統計。目前,該專業建設有《高分子材料與工程專業質量標準》,能夠正確反映培養目標定位和本科專業教學工作規律;廣大教師按既定標準自覺規范教學工作行為,效果較好。當然,這個執行過程中是離不開教師的,因此就會有工作量等產生,教師工作量計算需要對教師工作量和教學鼓勵兩個方面協同性進行統計與分析,教師教學質量評價方法需要涵蓋高分子材料與工程專業的教學質量評價體系。
(四)支持條件
教學設施需要從學?,F有工科專業的基礎教學實驗中心(室)、工程訓練中心、專業實驗室、教室、教學設施的信息化等方面進行統計分析,圖書資源狀況考量高分子材料與工程專業的專業圖書館網絡資源利用情況以及網絡資源和課程教學,教師發展主要從教師隊伍發展規劃、學校對該專業引進優秀教師的支持措施、新進教師培訓與考察過程三個方面來分析,既需要學校大環境的依托,同時也要適應該專業發展的特點,尤其對于地方應用型本科院校的高分子材料與工程專業而言,雙師型師資隊伍建設更為重要。
三、認證標準的實踐
(一)學生與培養目標
池州學院高分子材料與工程專業2011年招收112人,2012年招生107人,2013年招生113人,三年來報到率均在90%以上,結合池州學院所在的區位以及人才培養面向,高分子材料與工程確立了專業素質、道德修養、專業能力的培養目標,要求該專業畢業生具備在高分子材料合成、改性和加工成型等領域從事技術研發、工藝設計、設備選型、生產經營的能力或繼續深造的潛力,學生對專業的認同度比例較高,同時,培養目標吻合綜合素質與專業教育兩個方面。
(二)從業實踐與課程體系設置
2014屆畢業生就業率為99%,走訪部分畢業生用人單位,反映良好,2014屆畢業生共有30多人考取了南京大學、合肥工業大學等學校的化學或材料類的研究生,考研錄取率23.66%。學生的創新精神與實踐能力強,已立項8個國家級大學生科學創新項目,發表省級及以上論文2篇。其成果的取得,得益于《高分子材料與工程專業質量標準》的制訂和按照標準來搭建課程體系。課程體系設置主要有:(1)課程建設標準與理念定位正確,課程設置著力于厚基礎理論,重實際應用,博前沿知識,著重突出專業實踐類課程和工程實踐類課程;(2)建設模塊化課程群,進一步優化課程設置,完善“公共基礎課程、專業基礎課程、專業課程、專長課程、文化素質課程、集中實踐教育課程”六大模塊構成的課程體系。進一步加強實踐教學,重視實踐教學模塊,構建企業課程。在改革探索的基礎上,已編寫特色教材1部,建設1門省級精品課程,1門校級精品課程。(3)更新教學觀念,實踐教學方式立體化,更新教學觀念,改進教學方式,發揮學生學習積極性,通過建設開放實驗室,建立指導教師負責制的小組合作式的專業實驗與設計教學體系,在培養學生實踐能力的同時,提高學生團隊意識與合作精神。
(三)師資隊伍與支撐條件
1.建設結構合理的師資隊伍
該專業現有的教師中具有高級職稱的比例達到30%,碩、博士學位比例達到100%;專業帶頭人由高級職稱教師擔任,主講教師均符合崗位資格,教授、副教授每年均為本科生授課,專業主干課程基本上由副教授(含)以上職稱的教師擔任主講教師,教師隊伍的整體素質基本滿足專業人才培養需要,同時,要求教師取得專業職業資格和接受任職經歷培養。
主講教師的主講課程與科研方向穩定,目前,承擔在研的有4個省部級、國家級項目以及2個省級教研項目發表。
2.實驗室與實踐教學基地
高分子材料與工程專業擁有9個基礎實驗室,擁有價值250多萬元的中大型儀器設備,完全滿足了基礎實驗的教學;5個專業實驗室保證了學生的專業實驗教學;8個開放實驗室保證了學生科技創新工作的順利進行,豐富了學生的課外的科技活動,提高了學生的科技興趣。擁有10家校外實踐教學基地,能滿足該專業學生的實踐教學要求。
盡管國際高等教育質量認證是以機構評估為主,但是機構認證只有輔之以專業質量認證,才能夠全面確保高等學校的質量改善。一些工程教育認證標準在一些綜合實力雄厚的高校,其可行性和適用性強,有較強的學科優勢支撐,得以較好地執行,如要在地方性和應用型上有所創新和體現,地方應用型本科院校的工科專業就需要有可靠的教學質量,就應有較強的、合理的、全面的教育教學質量保障體系,因此其開展工科專業的質量認證是勢在必行。目前,從高分子材料與工程專業的認證實踐來看,專業認證對地方應用型本科院校保證專業質量提升效果較為明顯。
[ 參 考 文 獻 ]
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[收稿時間]2014-12-11
高分子材料分析范文5
每當看到一些穿著軍裝,帶著“金工實習”牌的同學,心里就很羨慕,可以擺脫這一成不變的學習生活,做些能把理論應用于實踐的事情,感覺很有成就感。終于盼到了金工實習的到來,自己也能到工廠到車間看看實實在在的加工工序,摸摸那厚重的機器,鍛煉一下動手能力,體會體力勞動的艱辛,以及它所帶來的成就感。
在為期兩周的時間里,我們進行了鍛壓沖壓、數銑928、鑄造、汽車、鉗工、車工、銑工、加工中心、數車928、數銑990十個工種的實習。盡管時間倉促,但在實習老師的悉心指導下,通過實地操作我們對這些機械加工知識都有了一定的了解和認識,基本掌握了各種工種的基本操作技能。此外我們還積極的進行一些創新性的思考,鍛煉了動手動腦的能力。我們相信在以后的學習和工作中,這些知識都將起到積極而有效的作用,使我受益非淺。
現代科技技術與機械加工的結合,極大了促進了機械加工工業的發展,實現了手工加工所難以企及的高效率和高精度;許多非金屬材料和更新的復合材料等新材料的廣泛應用,使制造方法不再局限于傳統的加工工藝,而擴展到許多與現代制造技術有關的新工種。這一切對新時期的工科大學生提出了更高的要求,在傳統機械加工技能的基礎上,當代工科類大學生必須具備現代的科學技術才能勝任未來機械加工的智能化和多樣化的發展趨勢。隨著中國世界制造業中心之一地位的確立,需要更多高技能性人才,新一代工科大學生肩負著這一重任。而我們的實習就是在這樣要求下進行的。
實習第一天老師讓我先聽了一下關于實習安全問題,并強調了一些著裝要求,像不能穿拖鞋,女生不能穿裙子,頭發長的要戴帽子,等等。在還沒進行實習之前,憑著傳言和想象,我們就有些心驚和膽顫,畢竟是很危險的,也經常聽說出一些機械事故??粗聊簧戏庞持鸸嵙曚浵?,轟隆隆運轉的機床,通紅的鐵水,不期而遇的危險,挑動著緊張的神經。意識里閃過事故出現在自己身上時的痛苦和恐懼,金工實習漸漸變的深嚴而難以親近。指導老師的聲音里似乎也隱藏著一種驚人心魄的顫動,這間教室,這幢房子,如同他們的顏色,在內心深處,在臉上僵持的笑容背后,變的蒼白。實習似乎并不象想象中的輕松??墒钱斢H身經歷過接近兩周的實習,才發覺只要你按照規章,認真謹慎,就不會出現那些危險,也沒必要為了安全問題憂心忡忡,把實習當作平常事,用心去做就足夠。
第一天,我們就將歷經幾千年至今仍然為人們所用的“打鐵”——鍛造技術親身演練了一番。記得以前看工人師傅,拿著捶頭,在燒紅的“鐵”重重的擊打,然后那“鐵”就展現出另一番景色,心里很是佩服,而現在才知道那是鋼而不是鐵。本以為“打鐵”只是力氣活,多流汗,勤快點就可以做出完美的半成品,可看著我們的圓柱體被打的歪歪扭扭,不停地讓老師指點迷津,才明白冰凍三尺非一日之寒,非三五年之工達不到指導老師的熟練程度和操作技藝。由于我們組做得比較慢,所以當看到越來越多的組完成時,心里頓時緊張了起來,加上了一種急功近利的心態,工件好象著了魔跟我們作對,怎么打也出現不了六邊形。突然想起很經常的聽的一句話:無論別人做的如何,自己都要把全部的經歷集中在自己所做的事情上,保持良好心態就足以讓你度過難關。而這時做完的同學也過來幫我們。最終當那節被燒得通紅的鐵圓柱變成了一個個漂亮的六角螺母,心里別提多開心了。這不僅是一個體力勞動的過程,也是鍛煉心理,增進同學感情的過程。
接下來鑄造實習??粗r侯玩的沙子心里輩有親切感,原來這不起眼的沙子在科技發達的今天依然魅力十足。鑄造是金屬工藝學的基礎,它是指熔煉金屬制造鑄型,并將熔融金屬澆入鑄型,凝固后獲得鑄件的過程。而我們僅僅做了制造鑄型這一過程,即砂型鑄造。一開始,老師們就給我們仔細地邊做邊講解砂型鑄造的基本工序和基本方法,型砂的質量,含水量都有具體要求,一點偷工減料的成分都不允許。看老師那嫻熟迅速的技術,讓我們不禁對這活產生了放松心態。但是實踐過程卻讓我明白這是件需要時間和耐心的活。在第一次的練習中因為沒有用力將沙子弄緊,就在將兩面分開時,有一面的沙子就裂開了,只好重來一次,第二次,我就用盡了全身的力氣,終于沒裂開。然后要取出模型,這取模型可也不簡單,還要在木模型釘一顆釘子,釘的又不能用力過大,在旁邊灑些水,用輕微力氣敲釘,逐漸使得它松動,就可以“安全”將它,這些細節都不能忽視,取出之后,就要對模型腔進行修復,使其盡可能的光滑,以免在產品上留下沙眼,劃痕等,有時還要鉆氣孔,沙眼等。鑄造中要求注意很多的細節,要完成一件較好的產品絕不是一件易事,在我們練習造型的過程中,老師們不厭其煩的為我們找出錯誤和不足,幫助我們改正,絲毫沒有厭倦的表情,所以在這里要對金工實習的老師表示誠摯的感謝。
銑工,車工,鉗工等機械冷加工工種的培訓,給我留下最深記憶便是鉗工。原因不僅是它的累,更是它需要最多手工參與,沒有什么現代化的機器讓你“投機取巧”,而且操作簡單,不存在安全隱患。工具簡單,手工操作是鉗工的兩大特點。我們就飽嘗了這兩點給我們帶來的痛苦,一會拿著鋸條在那黑黑鋼棍上鋸,一會拿著銼刀把凸凹不平的圓表面磨平。身上汗流浹背也管不了那么多啦,手全都磨紅了,也不顧了,有些甚至還磨起了好幾個泡,手不小心擠出血印也沒有怨言,為了完成任務,誰都不想落后。我們知道了鉗工的主要內容為刮研、鉆孔,攻套絲、鋸割、銼削、裝配、劃線;了解了銼刀等工具的使用方法。鋸條分粗齒、中齒、細齒,安裝鋸條鋸齒朝前,起鋸稍小于15度角,鋸速在40次每分鐘左右…… 沒想到光是用鋸就有這么多講究。鉗工實習的指導老師給我們一邊操作示范一邊講解原理和注意的細節。這鉗工還真的不算難,工具簡單,操作也算簡單,這使同學們很快“進入狀態”,車間里響起了金屬與鋸銼摩擦碰撞發出的聲音。輔導老師也給我們在操作過程中講解諸如如何補救鋸歪、鋸斜角等同學們不明白的地方??吹侥窃竞谄崞岬谋砻嬲宫F出亮堂的金屬光澤時,心里也被渲染的異常明亮。
在車工實習中,我們了解了車刀的種類,常用的刀具材料,刀具材料的基本性能;知道了車刀的組成和主要幾何角度,刀具的選用對加工各種材料零件表面粗糙度的影響,主軸轉速及進給量的調整方法等。讓我們自己就可以安全地操作車床。在銑工實習中,感覺是比較輕松,只要熟悉各個按鈕,了解它們的作用,你就可以游刃有余地完成任務??吹綀A柱銑刀切削出來的鐵絲,切出的光滑的平面,心里充滿了對現代化大生產發展的成就感。在操作中,同學之間配合得很完美,雖然兩個同學共用一臺機床,但感覺到就像一個人在操作,這也是一種“合二為一”的藝術哦!
其他如加工中心和數銑,數車,大都在電腦上編程,當然沒什么勞動強度,只需要動一下大腦,動一下鼠標就能搞定??蛇@計算機技術和現代機器加工的完美結合著實讓我們這群“懶惰”的人好好享受了這清閑。
回憶這短暫的兩周金工實習的工程訓練,思考種種經歷,感觸良多。既有獲得知識帶來的快樂,也有親自操作各種車床并生產出自己的產品的愉悅,品嘗實習過程的辛苦,感受做出符合要求的產品的成就感。實習的過程不僅是學習的過程,而且是同學之間培養情誼的過程。我們就是在歡快的氣氛之中,而且不失嚴謹的氛圍里,互相幫助,相互指導,在許許多多的故事中,我們獲得了快樂,也增進了友誼。
總之這段金工實習,給我了一次接近生活,接近車間的機會,提高了動手能力,增強責任感,所以我要衷心地感謝學校提供這樣的一次機會給我們,并感謝各位老師的悉心指點和教導。
高分子材料分析范文6
關鍵詞:材料 成型加工 技術
近年來,某些特殊領域如航空工業、國防尖端工業等領域的發展對聚合物材料的性能提出了更高的要求,如高強度、高模量、輕質等,各種特定要求的高強度聚合物的開發研制越來越顯迫切。
一、高分子材料成型加工技術發展概況
近50年來,高分子合成工業取得了很大的進展。例如,造粒用擠出機的結構有了很大的改進,產量有了極(大的提高。20世紀60年代主要采用單螺桿擠出機造粒,產量約為3t/h;70年代至80年代中期,采用連續混煉機+單螺桿擠出機造粒,產量約為10t/h;80年代中期以來。采用雙螺桿擠出機+齒輪泵造粒,產量可以達到40-45t/h,今后的發展方向是產量可高達60t/h。在l950年,全世界塑料的年產量為200萬t。20世紀90年代。塑料產量的年均增長率為5.8%,2000年增加至1.8億t至2010年,全世界塑料產量將達3億t,此外。合成工業的新近避震使得易于璃確控制樹脂的分子結構,加速采用大規模進行低成本的生產。隨著汽車工業的發展,節能、高速、美觀、環保、乘坐舒適及安全可靠等要求對汽車越來越重要.汽車規模的不斷擴大和性能的提高帶動了零部件及相關材料工業的發展。為降低整車成本及其自身增加汽車的有效載荷,提高塑料類材料在汽車中的使用量便成為關鍵。
據悉,目前汽車上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統汽車材料(如鋼鐵等)。因此,汽車中越來越多的金屬件由塑料件代替。此外,汽車中約90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轎車就需要制造1200多套模具,在美國、日本等汽車制造業發達的國家,模具產業超過50%的產品是汽車用模具。目前,高分子材料加工的主要目標是高生產率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質方向發展;成型加工方面,從大規模向較短研發周期的多品種轉變,并向低能耗、全回收、零排放等方向發展。
二、現今高分子材料成型加工技術的創新研究
(一)聚合物動態反應加工技術及設備
聚合物反應加工技術是以現雙螺桿擠出機為基礎發展起來的。國外的Berstart公司已開發出作為連續反應和混煉的十螺桿擠出機,可以解決其它擠出機(包括雙螺桿和四螺桿擠出機)作為反應器所存在的問題。國內反應成型加工技術的研究開發還處于起步階段,但我國的經濟發展強烈要求聚合物反應成型加工技術要有大的發展。指交換法聚碳酸酯(PC)連續化生產和尼龍生產中的比較關鍵的技術是縮聚反應器的反應擠出設備,我國每年還有數以千萬噸計的改性聚合物及其合金材料的生產。關鍵技術也是反應擠出技術及設備。
目前國內外使用的反應加工設備從原理上看都是傳統混合、混煉設備的改造產品,都存在傳熱、傳質過程、混煉過程、化學反應過程難以控制、反應產物分子量及其分布不可控等問題.另外設備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統反應加工設備的缺陷。聚合物動態反應加工技術及設備與傳統技術無論是在反應加工原理還是設備的結構上都完全不同,該技術是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應擠出全過程,達到控制化學反應過程、反應生成物的凝聚態結構和反應制品的物理化學性能的目的。該技術首先從理論上突破了控制聚合物單體或預聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點,解決了振動力場作用下聚合物反應加工過程中的質量、動量及能量傳遞及平衡問題,同時從技術上解決了設備結構集成化問題。新設備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應性好、可靠性高等優點,這些優點是傳統技術與設備無法比擬或是根本沒有的。該項新技術使我國聚合物反應加工技術直接切人世界技術前沿,并在該領域處于技術領先地位。
(二)以動態反應加工設備為基礎的新材料制備新技術
1.信息存儲光盤盤基直接合成反應成型技術。此技術克服傳統方式的中間環節多、周期長、能耗大、儲運過程易受污染、成型前處理復雜等問題,將光盤級PC樹脂生產、中間儲運和光盤盤基成型三個過程整合為一體,結合動態連續反應成型技術,研究酯交換連續化生產技術,研制開發精密光盤注射成型裝備,達到節能降耗、有效控制產品質量的目的。
2.聚合物/無機物復合材料物理場強化制備新技術。此技術在強振動剪切力場作用下對無機粒子表面特性及其功能設計(粒子設計),在設計好的連續加工環境和不加或少加其它化學改性劑的情況下,利用聚合物使無機粒子進行原位表面改性、原位包覆、強制分散,實現連續化制備聚合物/無機物復合材料。
3.熱塑性彈性體動態全硫化制備技術。此技術將振動力場引入混煉擠出全過程,控制硫化反直進程,實現混煉過程中橡膠相動態全硫化.解決共混加工過程共混物相態反轉問題。研制開發出擁有自主知識產權的熱塑性彈性體動態硫化技術與設備,提高我國TPV技術水平。
三、高分子材料成型加工技術的發展趨勢
近年來,各個新型成型裝備國家工程研究中心在出色完成了國家級火炬計劃預備項目和國家“八五”、“九五”重點科技計劃(攻關)等項目同時,非常注重科技成果轉化與產業化,完成產業化工程配套項目20多項,創辦了廣州華新科機械有限公司和北京華新科塑料機械有限公司,使其有自主知識產權的新技術與裝備在國內外推廣應用。塑料電磁動態塑化擠出設備已形成了7個規格系列,近兩年在國內20多個省、市、自治區推廣應用近800臺(套)。銷售額超過1.5億元,還有部分新設備銷往荷蘭、泰國、孟加拉等國家.產生了良好的經濟效益和社會效益。例如PE電磁動態發泡片材生產線2000年和2001年僅在廣東即為國家節約外匯近1600萬美元,每條生產線一年可為制品廠節約21萬k的電費。塑料電磁動態注塑機已開發完善5個規格系列,投入批量生產并推向市場;塑料電磁動態混煉擠出機的中試及產業化工作已完成,目前開發完善的4個規格正在生產試用。并逐步推向市場目前新設備的市場需求情況很好,聚合物新型成型裝備國家工程研究中心正在對廣州華新科機械有限公司進行重組。將技術與資本結合,引入新的管理、市場等機制,爭取在兩三年內實現新設備年銷售額超億。我國已加入WTO,各個行業都將面臨嚴峻挑戰。
綜上所述,我國必須走具有中國特色的發展高分子材料成型加工技技術與裝備的道路,打破國外的技術封鎖,實現由跟蹤向跨越的轉變;把握技術前沿,培育自主知識產權。促進科學研究與產業界的結合,加快成果轉化為生產力的進程,加快我國高分子材料成型加工高新技術及其產業的發展是必由之路。
參考文獻:
[1]Chris Rauwendaal,Polymer Extrusion,Carl Hanser Verlag,Munich/FkG,l999.