课程大纲

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高分子材料加工前沿

课程编码:180082070305P3001H 英文名称:Polymer Material Processing Frontier 课时:40 学分:2.00 课程属性:专业课 主讲教师:董侠

教学目的要求
《高分子材料加工前沿》涉及多学科交叉,是高分子专业研究生的基础专业课程之一。本课程是以高分子化学、高分子物理、高分子材料为基础,围绕高分子材料的结构-加工-性能关系、加工的前沿技术与科学,阐述不同种类高分子材料在加工外场作用下,通过多尺度结构调控,实现高分子材料成为制品过程中的特定形状、性能与功能。主要讲述高分子加工基本原理(材料加工过程中的流变行为、物理及化学变化),热塑性高分子加工,热固性高分子及其复合材料加工,生物基高分子加工,功能高分子材料加工,微注塑、静电纺丝、3-D打印等高分子材料加工新方法等内容。授课目的为让学生了解高分子材料多尺度结构与性能的关联、与加工工艺的关系,加工成型的科学院里、主要加工方法与前沿技术等。通过学习本课程,要求研究生掌握高分子加工的基本科学原理、重要概念、基础分析方法与技术、前沿技术与发展方向,加深对高分子材料加工中基本科学问题的理解,建立对高分子材料的凝聚态结构特点及外场(温度、应力场等)响应特性、多尺度结构与性能关系的认知,懂得高分子材料与制品的加工特点,掌握根据目标性能设计材料的策略,具有解决高分子材料加工中遇到的科学和技术问题的基本能力。

预修课程
化学基础课、高分子化学、高分子物理

大纲内容
第一章 绪论 2.0学时 董侠
第1节 高分子材料的基本概念
第2节 高分子材料加工的基本概念
第3节 高分子加工中的基础与前沿科学问题
第二章 高分子材料加工的流变学基础 4.0学时 董侠
第1节 流变学概念与发展沿革
第2节 流变学基础理论介绍
第3节 高分子流变行为的测定与数据分析
第三章 热塑性高分子加工 8.0学时 董侠
第1节 热塑性高分子加工概述
第2节 聚合物共混物的制备与结构表征
第3节 挤出成型概述及单螺杆、双螺杆挤出理论及新进展
第4节 注塑成型概述、设备及工艺
第5节 吹塑原理、工艺及控制因素
第6节 先进的高分子薄膜加工技术
第7节 微孔高分子材料成型的机理及工艺
第8节 合成纤维的成型加工及其它
第四章 热固性高分子及其复合材料加工 4.0学时 董侠
第1节 热固性高分子材料概述
第2节 热固性树脂基体
第3节 增强相与增强机理
第4节 复合材料界面
第5节 成型工艺及其它
第6节 连续纤维增强热塑性复合材料加工
第五章 天然高分子及其加工 4.0学时 董侠
第1节 天然高分子材料简介
第2节 多聚糖类天然高分子加工
第3节 多聚肽类天然高分子加工
第4节 动植物分泌物类高分子加工
第5节 纤维素的物理与化学加工
第六章 生物基高分子及其加工 6.0学时 董侠
第1节 生物基高分子材料简介
第2节 生物医用高分子材料加工
第3节 可生物降解高分子材料及其加工
第七章 功能高分子加工 6.0学时 董侠
第1节 光电功能高分子材料加工
第2节 形状记忆高分子材料制备与加工
第3节 刺激响应性高分子材料制备与加工
第4节 其他功能性高分子材料及其加工
第八章 高分子加工新方法 6.0学时 董侠
第1节 3D-4D打印概念、原理、发展及应用
第2节 静电纺丝技术概念、原理及应用
第3节 微注塑的概念、原理及应用
第4节 其它高分子加工新方法

参考书
1、 高分子加工原理与技术 王小妹等 2010 化学工业出版社
2、 聚合物结构与性能(性能篇) 马德柱 2020 科学出版社
3、 聚合物结构与性能(结构篇) 马德柱 2021 科学出版社
4、 高分子物理(第二版) 励杭泉等 2020 中国轻工业出版社
5、 高分子材料流变学 吴其晔等 2009 高等教育出版社
6、 塑料弹性材料与加工 刘殿凯等 2013 化学工业出版社
7、 纤维素科学 高洁等 1999 科学出版社
8、 功能高分子材料(第二版) 焦剑等 2016 化学工业出版社
9、 长碳链聚酰胺制备、改性剂应用关键技术 董侠等 2019 科学出版社

课程教师信息
董侠,中国科学院化学研究所研究员、博士生导师,中科院工程塑料重点实验室副主任。2001年于东华大学获得博士学位,2003年起,历任中科院化学所副研究员、研究员。多年来一直从事高分子材料的结构与性能、加工与改性应用基础研究工作,面向国家重大需求,聚焦长碳链聚酰胺及其弹性体制备和加工过程中的关键科学问题,开展聚合、改性、加工外场下的结构转变与机理、应用技术开发等研究,取得多项原始创新成果并成功实现工业化。已发表学术论文200余篇,出版专著1本,获授权专利55项,曾获2023年全国巾帼文明岗荣誉称号、2023年度第二十四届中国专利金奖、2022年度中国科学院科技促进发展奖、2019年中国石化联合会科技进步一等奖、2017年上海市科技进步一等奖、2017年中国化学会高分子科学创新论文奖、冯新德高分子奖(2021,2019,2009)等奖励。现为中国化学会高级会员、高分子学科委员会秘书长、《高分子通报》副主编、《高分子学报》和《Polymer International》编委等。