高分子材料的主要性能特点精选(九篇)

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第1篇：高分子材料的主要性能特点范文

关键词： 高分子化学 高分子物理 生物功能材料 教学探索

高分子化学和高分子物理是高分子科学相关专业的专业基础课。在专业课程设计中，一般两门课程独立设置，其中各占有48到72学时不等。我校的生物功能材料专业开设了高分子方面的课程，其中高分子化学与物理是该专业的专业基础课。根据该专业特点，生物功能材料涉及领域较广，从无机陶瓷材料到有机高分子材料都有涉及。该专业学生只需掌握有关高分子化学和高分子物理的基本理论知识和应用技能，因此我们开设了高分子化学与物理课程，所设学时为56学时，开设时间安排在二年级下学期，为三年级开设《高分子材料化学》等课程打下一定基础。该课程内容涉及高分子材料的合成与实施方法，高分子材料的结构、性能、成型加工及其应用，是一门多学科交叉、实用性很强的学科。根据该课程具有涵盖内容广，物理化学和有机化学知识运用较多等特点，这样有限的课时设置就给授课带来了一定困难，导致学生在理解和应用本课程知识方面具有一定难度。另外，我校该专业物理化学课程设置在二年级下学期和三年级上学期，其中物理化学反应动力学部分讲授时间较晚，这也给高分子化学与物理的授课带来了一定困难。那么如何在有限的学时内系统地讲授高分子学科基础知识，是本文需要重点探讨的问题。

1.选择教材，合理安排教学内容

受授课学时的限制，我们选用的教材是化学工业出版社出版的《高分子化学与物理基础》，由魏无际等主编。该教材系统地阐述高分子化学与物理的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法，教材内容全面，难度适中，比较适合生物功能材料专业的教学要求。针对课时较少的现状，我们对教学内容进行了合理安排。对于高分子化学部分，重点讲解高分子的基础概念、缩聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、阴离子聚合等内容，自由基共聚合、阳离子聚合、配位聚合等可较简单讲解，聚合物的化学反应章节主要由学生自学。这样既保证了学生能够掌握高分子化学的基本概念及反应，又没有因为课程过难给学生造成学习困难。对课程中的某些内容，例如聚合动力学的推导，在物理化学中化学动力学部分还没讲解的情况下，我们在教学中不要求学生记住所有推导和公式，仅提出聚合动力学基本知识，引导学生自己进行动力学推导。对于高分子物理部分，我们重点讲解高分子的结构、高分子的分子运动、力学状态及其转变，简单讲解高分子固体的基本力学性质、高分子溶液的基本性质章节，对高分子电学、热学和光学的基本性质章节主要由学生自学。这样课程的安排，重点讲解能够加强学生对高分子学科基本知识的掌握；简单讲解能够扩大学生的知识面、引导有科研需求的学生课下加强该部分内容的掌握；自学部分主要为了深化学生对高分子学科知识的理解。重点讲解、简单讲解与学生自学相结合的教学方法，突出了本课程重点、拓宽了学生知识面，克服了高分子学科教学中内容多、概念多、数学推导多等难于克服的难点。

2.理论联系实际，提高学生学习兴趣

高分子化合物广泛存在于日常生活中，如穿着用的化学纤维、自然界存在的棉、麻、丝绸等，食品行业中的蛋白质、淀粉、纤维素，建筑行业中用的涂料、各种高分子管材、胶黏剂、有机玻璃，行驶工具中应用的橡胶、工程塑料、增强纤维等。高分子科学在人们的日常衣、食、住、行中发挥着极其重要的作用，其是一门应用基础型的学科。高分子化学与物理的教学，单纯的讲解很难引起学生的学习兴趣，教学效果不显著。为提高学生学习兴趣，我们在讲解基本知识的同时，注重理论和实际相结合，列举了大量实例。例如讲解缩聚反应时，对涤纶、尼龙等一些重要的缩聚物的生产原理进行了重点讲解，对聚乳酸生物材料进行了系列概述，包括其生产方法、原理和应用等；自由基共聚合部分，讲到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS树脂）、丁苯橡胶（SBR橡胶）等一些著名共聚物和常见聚烯烃产品及它们的制备原理、主要性能和用途。其中举例聚四氟乙烯（PTFE）用于流量泵、反应釜内衬和搅拌棒外面涂层，聚氯乙烯（PVC）用于各种集成吊顶和各种垃圾袋等。在高分子发展史中，讲授诺贝尔奖成果和获得者的发明典故，例如电高分子的发现、齐格勒-纳塔催化剂的发展，以增强课堂的趣味性；讲述了第二次世界大战期间高分子的发展典故。此外，让学生翻看塑料水杯的材质、衣服标签让学生认识各种标志上一些材质的名称，指出我们的水杯、服装由哪些合成高分子构成，并讨论目前常用的化学纤维名称和聚合原理；通过举例讲解方式，激发学生自主学习兴趣。

3.多媒体与板书教学方法相结合，提高教学质量

高分子化学与物理基础课程知识面广，其涵盖了高分子化学、高分子物理、高分子加工等方面内容。该课程教学信息量大、理论性强，学生理解相对比较困难。因此，我们在教学过程中注意多种教学形式相结合，提高教学质量。课堂主要采用多媒体教学方式，同时辅以板书讲解，取得了不错的教学效果。利用多媒体教学方法既能够将理论的知识直观体现出来，又能够将难于理解的教学内容形象地展示出来，这样可以使学生更容易理解所学内容。例如，在讲解配位聚合时，利用动画演示双金属活性中心机理和单金属活性中心机理中单体分子的插入过程与链增长过程；自由基聚合实施方法中，利用制作动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散过程，高分子物理中拉伸对高分子结晶形态的影响、动态黏弹性模型，等等。通过多媒体的运用，可以使抽象的教学内容具体化，有效提高学生学习的趣味性。多媒体课件也会存在一些缺陷，比如讲课节奏过快，学生难以吸收；教师过于关注幻灯片屏幕，减少了和学生的交流互动，等等。在实际教学过程中，还应注意和板书的有效结合，对重点知识内容采用板书的形式进行讲解，取得了不错的效果。

4.网络教学方法的运用

针对多媒体教学存在讲课节奏过快，学生难以吸收等缺陷和板书教学进度缓慢等特点，对重要章节，我们采取课堂与课下网络教学相配合的方法。网络教学在原来多媒体教学基础上，对教学过程和教学内容提供了全面支持。目前学校构建了一个比较完整的网上教学支撑环境，提供多媒体录播室进行教学视频的录制，最后把课件与录制视频统一上传到网络教学平台。网络教学有许多传统学习方法无可比拟的优点，例如学生学习自主性增强，真正发挥学习的主观能动性，学生学习在时间和空间上少了许多限制，学习的探究性更加深入。另外，网络背景下学生在获取不同的资源时可以进行比较，相互之间取长补短，知识面更广。随着现在网络技术的发展，学生可以在宿舍、教室和学校多媒体教室通过网络对课堂内容进行学习。网络教学方法的运用，大大弥补了课堂多媒体课件存在一些不足，大大提高了教学效率。

5.开展互动式教学，发挥学生的学习主动性

教学是教师和学生的共同行为，学生是课堂的主体，教师是学生学习知识的引导者。目前高校教学方式偏重以教师“教”为主，忽视了学生“学习”的主动性，学生始终处于“被动学习”地位。这样的“被动学习”，导致学生具有学习压力大、心理负担重等特点。针对这一现状，我们采取课堂互动的教学方式，包括师生提问、讨论和学生上讲台相结合的方式进行教学活动，取得了一定效果。比如在下课前教师先提出下一节课的预习内容，提出一些讨论问题，例如在讲述缩聚反应时，提出不同聚合时间获得聚合物分子量是否相同、什么样的单体能够发生缩聚反应、什么样的单体能够获得支化的高分子等问题。让学生通过查阅资料，自己寻找答案，并在下次课堂上让学生进行讨论，然后教师补充。这样既提高了学生的学习思考能力，又增强了学生的学习主动性，提高了学习兴趣。另外，我校为农业院校，虽然学习《高分子化学与物理课程基础》课程的学生是非农业专业，但是部分学生毕业后或许从事涉农相关服务业。考虑到此种情况，我们在授课内容安排上，对目前农业应用的高分子材料和高分子在农业方面的潜在应用进行了讨论，给他们提供了创造性思维。比如在讲自由基聚合章节时，我们就对强吸水树脂的制备现状和发展前景，主要针对其在农业生产中的应用进行了讲述，对高分子薄膜在农业中的应用及带来的“白色污染”与应对措施进行了讨论。通过这样的讨论，我们锻炼了学生分析思考问题的能力，这为学生工作与科学研究的创新思维形成打下了基础，提高了学生的学习积极性和学习兴趣，加深了对本课程的理解。

6.结语

通过对本校生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学中的一些课程设计特点、面临的问题及目前采取的措施进行了总结。《高分子化学与物理基础》虽然是一门专业基础课，但其理论性强、概念抽象难懂，如何让学生在掌握该课程基本理论的同时，调动学生的学习积极性，培养学生的自主学习能力和创新意识，是教学工作中需要不断探索的问题。我们将在总结已有教学经验的基础上，继续对本课程教学方法的改善与创新进行探索，以提高该课程的教学质量。

参考文献：

[1]魏无际，俞强，崔益华.高分子化学与物理基础（第二版）.北京：化学工业出版社，2011.

[2]黄海霞.应用化学专业《高分子化学与物理》课程教学探索.广州化工，2013，41（12）.

第2篇：高分子材料的主要性能特点范文

【关键词】松散软煤综放巷道；围岩加固；化学注浆

1 煤岩体化学注浆加固技术的发展现状以及固化机理

1.1 煤岩体超前化学注浆固化机理

（1）超前注浆

在煤岩体开挖之前所进行预注浆，称为超前注浆。该技术是利用预注的浆液充填和固结煤岩体的裂隙面，从而达到提高围岩体的强度的目的，能充分发挥煤体本身的承载能力，来保证巷道围岩的稳定性[1]。煤岩体超前化学注浆加固技术是一种经济高效的巷道围岩稳定技术。

（2）充填压密以及转变围岩破坏机理

通过超前注浆，浆液在一定泵压的作用下，除了将一部分较大的裂隙充满，还可将充填不到的小裂隙以及封闭裂隙压缩，甚至闭合，从而提高围岩的强度以及弹性模量[2-3]。据相关试验，若能减少围岩的孔隙率，可大幅提高强度。超前注浆固化技术就可起到提高围岩强度的作用，也可转变围岩体破坏机理。

（3）浆液固结体骨架作用

浆液在一定泵压作用下，被挤压后渗透到围岩体中，在纵横交错的裂隙中固结，形成呈网络骨架的结构。形成骨架的高分子材料抗压强度不一定高于围岩，但其固结体具备良好的粘结性以及韧性。

2 顶板超前化学注浆加固技术研究及实践

2.1 化学注浆加固材料

在6205综放面巷道顶板加固过程中，超前注浆加固使用了常用的化学浆体-矿用波雷因化学浆。

2.1.1 波雷因化学浆的技术性能

作为一种高分子聚合物，波雷因化学材料具备较好的渗透性，能够与煤岩体产生较高的粘合力，在注浆压力的作用下，可使材料渗透到微裂隙之中，充分混合后反应并膨胀凝固，形成致密结构的网络骨架，对工作面煤壁以及顶板起到高效的固结作用，其广泛应用于煤矿煤岩体加固工程。波雷因化学浆的优点有：（1）粘度低、渗透性好；（2）具有优异的粘结强度；（3）材料的凝胶体具有较好的延展性，从而能很好的适应岩层的较大变形；（4）材料反应后生成的凝胶体具有较强的机械强度；（5）材料能遇水发生膨胀反应，从而其还具有注浆堵水的效用。波雷因化学浆的技术参数见表 1。

2.1.2 波雷因注浆加固材料的作用机理

矿用波雷因注浆加固材料由体积相等的A、B两种化学材料组成，当被专用的压注设备以一定的压力将波雷因A、B两种化学材料等体积压注到破碎煤岩体之后，充分混合后的两材料会发生复杂的化学反应，生成具有一定粘结性的有机弹性体，从而改善了松散破碎煤岩体的力学性能。

2.2 化学注浆加固设备

采用风动锚杆钻机或煤电钻打眼，同时配备相应长度的钻杆以及相应的Φ42 mm 钻头。注浆和封孔均采用气动高压双液化学注浆泵（QB-12型），与注浆加固设备配套的进风管路为Φ25 mm的高压风管20 m，出浆管路规格为Φ10 mm，长度2 m、5 m、10 m各若干根，总计 40m长。采用的QB-12型气动高压注浆泵主要性能参数如表2所示。

2.3 化学注浆加固动力系统及其性能参数

根据煤体的承受能力和最小抵抗面及工作面煤体围岩条件，供风风量不低于 3 m3/min，供风压力不低于 0.5 MPa。

2.4 顶板超前化学注浆加固方法

2.4.1 注浆孔布置

根据煤岩体的具体特点和加固施工工艺，采用预先超前加固 7 m 再向前推进 4 m，预留3 m 保护帽的注浆施工方案。巷道两帮根据掘进后的围岩情况决定是否需要注浆加固。巷道前方顶部采用单排注浆孔，每个孔孔深 6 m，注浆管长 3～5 m，封孔段长 1.5～2 m（直径42 mm）。每个注浆循环掘进工作面煤壁布置 4～6 根注浆管。从工作面断面的上部开孔，孔间距为 0.7～1 m。对注浆管密度、深度和角度随时进行调整，钻孔布置示意图如图1所示。

2.4.2 注浆压力

根据断层带煤体的承受能力和最小抵抗面及工作面围岩条件，当工作面供风风量不低于3 m3/min，供风压力不低于 0.5 MPa时，注浆终压应为 10～15 MPa，扩散半径为1.1 m左右。

2.4.3 注浆量预计

（1）单孔注浆量

按下列公式计算：Q单=AЛR2HnBM/1.4

式中：A—浆液的损耗系数，取1.05；R—浆液有效扩散半径，取1.1 m；H—注浆段长度，取5 m；n—孔隙率，取0.6%；B—浆液充填系数，取0.8；1.3—平均重复注浆系数；M—浆液密度，1200 Kg/ m3。

则：Q单 =1.05×3.14×1.12×5×0.006×0.8×1200/1.3 ≈88 Kg

（2）每个注浆循环注浆量Q循环

Q循环 = Q单× N =88 Kg /孔 × 5孔=440 Kg

Wmin = W ×15=352 Kg×15=5280 Kg

每循环向前掘进4 m，则平均每米进尺需要注浆量约110 Kg。

2.4.4 施工工艺

施工工艺：标孔钻孔 检查钻孔质量安装注浆管及封孔部件封孔准备浆液开泵注浆凝固检查注浆质量验收。注浆工艺流程示意图如下图2所示：

3 结论

通过对该矿 6205 工作面回采巷道进行化学注浆加固施工，对松散体进行了有效粘结，使之成为整体，提高了围岩的力学性能和承载能力，为巷道安全快速掘进，工作面快速投产，矿井采掘顺利接替提供了有利的条件，实现了矿井高产高效，是煤矿井下巷道维护的一项非常实用的技术。

参考文献：

[1]王国际. 注浆技术理论与实践[M]. 徐州：中国矿业大学出版社，2000.

[2]杜嘉鸿，秦明武，肖荣久. 国外化学注浆教程[M].北京：水利电力出版社，1987.

第3篇：高分子材料的主要性能特点范文

【关键词】乳化沥青；生产；技术

1、乳化沥青的特点和用途

乳化沥青是将沥青微粒均匀分散在含有乳化剂的水溶液中所得到的稳定的沥青乳液。有快裂、中裂、慢裂三种类型，分为阳离子乳化沥青、阴离子乳化沥青和非离子乳化沥青。

按基质沥青分为：改性乳化沥青和普通乳化沥青。

按用途分为：粘层乳化沥青、透层乳化沥青、稀浆封层微表处乳化沥青、灌封胶类乳化沥青、雾封层用乳化沥青、冷再生乳化沥青等。

1.1乳化沥青的特点

乳化沥青粘度很低、流动性很好，可以常温使用，且可以和冷的、潮湿的石料一起使用，当乳化沥青破乳凝固时还原为连续的沥青并且水分完全排除掉，形成材料以及结构的强度。因乳化沥青避免了高温操作、加热和有害排放，提供了一种比热沥青更为安全、节能和环保的施工工艺，故它在公路工程中得到了广泛应用。

1.2乳化沥青的用途

1.2.1在路面工程中，可当作透层油、粘层油使用，且容易撒布均匀，渗透和粘附性良好。

1.2.2在路面表面层，用于稀浆封层、微表处、雾封层、沥青表面处治等路面磨耗层。

1.2.3可作为冷补材料修补路面坑槽。

1.2.4可作为填补材料填补路面裂缝。

1.2.5可作为沥青乳液养护稳定基层。

G6刘白高速公路k1423+000～k1557+000于2005年建成通车，全线长134公里，该段路段交通量较大，超载超限车辆多，经过5年多的运行，全线路面产生了10～15mm不同程度的车辙，为消除路面车辙，提高行车的舒适性，白银公路总段运用乳化沥青微表处技术处治了全线路面，消除了路面车辙，并增强了路面的抗渗性和耐久性，极大地改善了路面状况。现就对乳化沥青生产技术作一简要介绍。

2、乳化沥青生产技术

2.1生产设备准备

采用ENH间歇式乳化沥青设备，设立固定式乳化沥青生产车间，安装核心设备乳化沥青胶体磨，胶体磨的主要性能参数为功率、转速、流量、间隙、可以根据实际生产需要来选择安装胶体磨。

安装其他主要设备：皂液配置罐、基质沥青加热罐、水加热罐、换热器、乳化沥青储存罐、仪表、控制电柜等。

2.2材料准备

2.2.1水

水是制备乳化沥青的介质，水的硬度和离子性对乳化沥青生产有较大影响，应选用纯净无污染的水，一般饮用水即可。

2.2.2乳化剂

采用MQK—1D、AA—63D、S—101等乳化剂，有离子型和非离子型，改性乳化沥青就是添加了特殊高分子聚合物和添加剂的沥青乳液。

2.2.3添加剂

稳定剂：cl—12聚乙烯醇、甲基纤维素等高分子材料；氯化铵、氯化钙等无机材料；盐酸：调整pH值，也是影响乳化沥青的主要因素，尤其是用于稀浆封层、微表处的慢裂快凝乳化沥青。

2.2.4基质沥青

选用韩国skAH—90#沥青作为制备乳化沥青的基质沥青，其各项技术指标应满足要求。

2.3生产流程

乳化沥青的生产流程可以分为以下四个过程：沥青的准备、皂液配制、沥青乳化、乳液储存。

2.3.1沥青的准备

沥青的准备过程主要是将沥青加热并坚持在适宜温度。温度的控制十分重要，如果沥青温度过低，会造成沥青粘度大、流动困难、从而乳化困难；如果沥青温度过高，一方面会造成沥青老化，同时也会使乳化沥青的出口温度过高，影响乳化剂的稳定性和乳化沥青质量。普通沥青在进入乳化设备时的温度一般在135℃—140℃。

2.3.2皂液配置

将皂液罐中注入欲配置皂液数量1/3数量的水，打开导热油阀门开始加热至20—30度。在配置皂液的地罐中注入已加热至20—30度的水，开启搅拌器，将一定量的稳定剂CL—12缓慢的均匀的掺入水中，待搅拌均匀且彻底溶解后，在其中加入定量的乳化剂MQK—1D搅拌至均匀后打回皂液罐继续搅拌，并将皂液温度加热至55度，在加热过程中，在皂液罐中加入定量的胶乳INPULIN1468。搅拌均匀且使其温度达到55度时，开始在皂液中加入盐酸，加酸时先一次性加入一部分，再逐次称量加入，每加一次都要用酸度计检测其PH值，最终使其PH值为2。

2.3.3沥青的乳化

将合理配比的沥青和皂液一起进入乳化机，经过增压、剪切、研磨等机械作用，使沥青形成均匀、细小的颗粒，稳定均匀地分散在皂液中，形成水包油的沥青乳状液。乳化沥青出口温度应在85℃左右。

2.3.4乳化沥青的储存

乳化沥青从乳化机中出来，经过冷却进入配置搅拌装置、干净的储存罐，即有利于喷洒使用，又可以减缓乳化沥青的离析。

2.3.5质量要求

以第一批固含量63%的乳化沥青为例，基质沥青63%，皂液37%，乳化剂MQK—1D2.2%，胶乳（INPULIN1468）3.97%，稳定剂CL—120.065，水30.765%，要求皂液PH为2，等成品乳化沥青放置24小时后，进行各项试验检测。

2.4结束语

实践证明乳化沥青是一种节约、安全、环保、有效且通用的道路材料，不论是在新建的公路工程，还是在公路的日常养护，都有不可低估的作用，其经济效益和社会效益显著。但是单一的乳化沥青存在粘结度低、柔韧性差、早期强度低等缺点，路用性能很难与热拌混合料相比，因此只能用于沥青路面的修补、低交通量路面、中重交通量路面的下面层、封层和基层。如何改善乳化沥青的性能，使其具有更强的粘结力、高温稳定性、优越的弹性恢复能力和较高的抗压、抗变形能力等，以满足在高等级沥青路面使用要求，尚有待进一步的理论和试验研究。

参考文献

第4篇：高分子材料的主要性能特点范文

据有关部门估计，我国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米，其中80％以上为高能耗建筑；既有建筑近400亿平方米，95％以上是高能耗建筑。目前我国单位建筑面积能耗是发达国家的2－3倍以上。据建设部预测，未来10年我国建筑业发展速度仍会高于国民经济的发展速度，其中住宅建设也将处于增长型发展时期。预计“十一五”期间，全社会房屋竣工面积将达到90亿平方米，其中新建住宅将达到60亿平方米以上。按照《建筑节能标准》要求，如此巨大的建筑工程量，将带动建筑保温材料市场的蓬勃发展。

目前，我国用于建筑外保温的节能材料种类较多，主要有：岩物棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、发泡水泥、新型膨胀珍珠岩保温系统、聚苯颗粒保温料浆等。由于我国各地经济发展、资源分布不平衡，导致以上保温材料在我国不同地区有不同程度的应用。我国的保温材料市场还普遍存在技术水平低、低档产品多的现状。但可以看到，我国正大力发展保温技术，研发生产质量稳定可靠的产品，组建专业工程队伍进行专业化施工，保温材料及技术正逐渐向高效率、高性能、高环保的方向发展。以下先介绍现今我国正不同程度应用的各类保温材料。

二、我国保温材料简介

(一)矿物棉

岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉，它们都属于无机材料。岩棉是一种来自天然矿物、无毒无害的绿色产品。其防火性能好、耐久性好，能够做到与结构寿命同步，价格较低，在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。但岩棉的质量优劣相差很大，保温性能好的密度低，其抗拉强度也低，耐久性比较差。玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处，其手感好于岩棉，可改善工人的劳动条件，但价格较岩棉为高。

(二)聚苯乙烯泡沫塑料板

聚苯乙烯泡沫塑料板是以聚苯乙烯树脂为主要原料，经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其表观密度小、导热系数小、吸水率低、隔音性能好、机械强度高而且尺寸精度高、结构均匀，主要应用有聚苯板、钢丝网架夹芯复合内外墙板、金属复合夹芯板。虽然聚苯板作为保温材料在使用中具有良好的保温效果，但由于板材的特点使得聚苯板在施工中与主体连接时是以点固定为主、面固定为辅，板材之间要进行必要拼接、黏结，不适应外形较复杂建筑物的保温，施工工艺较复杂、综合成本高。同时，由于聚苯板的憎水性与常规的亲水性材料不适应，导致其面层以外的后续施工质量不易保证，容易出现面层砂浆开裂、脱落、空鼓等质量问题，对建筑物的外装饰如面砖、涂料的施工构成了很大的制约。

(三)发泡水泥

使用发泡水泥制作保温层，用于屋面保温和外墙保温，与聚苯乙烯板等其他隔热材料相比，导热系数较高，但是发泡水泥与结构层的附着性能较强，施工较方便、环保性较好。采用发泡水泥作为屋面保温隔热材料，使得隔热层与楼板基面之间结合附着性能大大提高。过去大多数地暖施工中采用苯板做隔热层，不能与原基面很好地结合，更没有有效的附着力，造成脱层、空鼓、龟裂等。采用发泡水泥体作为保温隔热层，使发泡水泥隔热层与原楼板细小凸凹不平的基面填平，并可抓实、抓牢形成强有力的附着性能。施工后使原有面层基本达到水平程度，给下道工序带来方便，并可保证面层薄厚均匀的整体效果。

(四)新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统

膨胀珍珠岩是一种传统的建筑保温材料，应用非常广泛。上个世纪，由于膨胀珍珠岩吸水率较高，在墙体温度变化时，珍珠岩因吸水膨胀产生鼓泡开裂现象，降低了材料的保温性能。另外，由于珍珠岩保温材料多出于珍珠岩与水泥结合体，就出现了难以解决的强度与导热系数的矛盾，这给其作为建筑保温材料带来了致命的缺陷。国家建设部一度下文限制使用膨胀珍珠岩作为内保温浆料。科研人员经过几年的科研攻关，先后成功研制了闭孔珍珠岩和玻化微珠。

闭孔珍珠岩加工工艺是采用电炉加热的方式，‘通过对珍珠岩矿砂的梯度加热和滞空时间的精确控制，使产品表面溶融，气孔封闭，内部保持蜂窝状结构不变。闭孔珍珠岩克服了传统膨胀珍珠岩吸水率大、强度低、流动性差的特点，延伸了膨胀珍珠岩的应用领域。

玻化微珠，是一种无机玻璃质矿物材料，经过特殊生产工艺技术加工而成，呈不规则球状体颗粒，内部多孔空腔结构，表面玻化封闭，光泽平滑，理化性能稳定，具有质轻、绝热、防火、耐高低温、抗老化、吸水率小等优异特性，可替代粉煤灰漂珠、玻璃微珠、膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等诸多传统轻质骨料在不同制品中的应用，是一种环保型高性能新型无机轻质绝热材料。从以下产品主要性能对照，就可以根据不同理化性能分别加以应用。

闭孔珍珠岩和玻化微珠不但具有珍珠岩具有的重量轻、稳定抗老化、防火、绿色环保等特点，又克服了一般珍珠岩导热系数高的弊端，是理想的外墙保温系统的轻质骨料。

经过多年来对膨胀珍珠岩内外墙保温砂浆的分析研究，我国研制开发了新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统。新型膨胀珍珠岩外墙外保温系统是由与基础墙体相黏接的保温界面层、珍珠岩骨料层、表面抗裂层组成的复合保温系统。黏接保温界面层浆料采用无机材料和有机添加剂合成，用喷枪在基础墙体上喷涂1cm厚，与基础墙体形成一体。同时黏接保温界面层具有一定的弹性，以保持与基础墙体的稳定性。中间珍珠岩骨料层由闭孔珍珠岩或玻化微珠与无机材料和有机添加剂合成，由人工披涂在中间层。最后，可用喷枪喷涂外层抗裂层。这种保温体系具有抗风强、抗裂性好、保温性好、防火性好、耐老化等优点。

(五)聚苯颗粒保温料浆

聚苯颗粒保温料浆是由聚苯颗粒和保温胶粉料分别按配比包装组成。胶粉料采用预混干拌技术在工厂将水泥与高分子材料、引气剂等各种添加剂混均后包装，使用时按配比加水在搅拌机中搅拌成浆体后再加入聚苯颗粒，充分搅拌后形成塑性良好的膏状体，将其抹于墙体干燥后便形成保温性能优良的隔热层。此种材料施工方便，保温性能良好。其中聚苯颗粒可以采用工业品，也可以采用废旧聚苯保温板经机械破碎后的颗粒，这对于防止白色污染、保护环境十分有益。但此种保温材料吸水率较其他材料高，使用时必须加做抗裂防水层。抗裂防水保护层材料由抗裂水泥砂浆复合玻纤网组成，可长期有效控制防护层裂缝的产生。聚苯颗粒保温料浆可以克服板材类的不足，因此它构成了建筑保温隔热材料的重要组成部分。

三、我国保温材料的发展

以上保温材料在我国建筑保温施工中都有不同程度的应用，因为我国幅员辽阔，保温原材料分别不均，生产力发展不平衡，在选择保温材料时，各地都有不同的考虑。但就其综合性能来讲，聚苯乙烯泡沫塑料板的应用较广，它保温效果好、成本低，但施工性能差、强度低、与基体结合不牢的缺点突出，该材料仍有待提高。作为新型复合保温材料的代表，聚苯颗粒保温料浆正得到不断的推广和应用，它结合了水泥的施工优点和高分子材料的保温优点，再配以引气剂、憎水剂等外加剂，综合性能尤为突出，应用前景非常广阔。目前，发达国家在浆体保温材料研制开发方面，以轻质多功能复合浆体保温材料为主。此类浆体保温材料的各项性能较传统浆体保温材料明显提高，如具有较低的导热系数和良好的使用安全性及耐久性等。同时，这类复合浆体保温材料又具有优异的功能性，如无氟里昂阻燃型聚氨酯泡沫复合浆体保温材料、超轻质全憎水硅酸钙浆体保温材料等，可以满足不同使用条件的要求。此外，国外非常重视保温材料工业的环保问题，积极发展“绿色”保温材料制品，从原材料准备(开采或运输)、产品生产及使用，日后的处理问题，都要求最大限度地节约资源和减少对环境的危害。

四、结语

随着国际保温建材的发展，我国保温材料的发展应综合考虑相关因素，如经济水平、生产原料、施工技术等，力求提高保温效果，提高施工效率，减少能源消耗，减少环境污染和温室效应。

第5篇：高分子材料的主要性能特点范文

关键词：材料性能学;课程改革;实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）43-0104-03

教书育人是高校的基本功能之一，教学质量关系到培养人才的质量，是高校赖以生存和发展的基础。随着社会的发展，高等教育改革与发展的深化，学科之间的交叉、重组和优化，以前针对某个专业开设的一些课程已经不能满足科技发展的要求，必须进行改革。

一、课程性质与特点

“材料性能学”课程是材料科学与工程专业主干课程，是一门重要的专业基础课，是学生专业素质和专业基础的重要组成部分，对于学生的就业和进一步深造都有着重要的影响。很多材料专业都开设了相关课程[1，2]。我校“材料性能学”课程的前身是“无机材料性能”，讲授对象是无机非金属材料专业的本科生。根据教育部提出的拓宽专业口径，按专业大类进行人才培养的基本思路，我校从2005年开始按一级学科专业“材料科学与工程”招生培养。根据培养方案，原“无机材料性能”变更为“材料性能学”。“材料性能学”是联系材料微观结构与宏观性能的一门重要课程，既是材料科学与工程学科的重要研究内容，也是材料生产和应用的重要基础，是材料科学与工程专业学生的必修课程。通过本课程的学习，使学生具备以下能力：根据材料的性能参数判断材料的优劣，立足材料的性能正确选择和使用材料，改变材料的性能从而探索新材料、新性能、新工艺，为最终实现建立材料结构―性能―制备―应用之间的关系――这一材料学科研究的最终目标打下理论基础。在教学过程中，注重培养学生的研究能力、工程素质和综合应用能力，创新实践能力和团队合作能力，以及应用专业知识和技能解决材料科学与工程领域复杂问题的能力。

本课程具有如下特点。

1.内容广泛，学科交叉性强。“材料性能学”不再是针对某一种材料，而是针对材料大类，涉及材料种类众多，同时涉及的性能也是多方面的，有力学性能、物理性能和化学性能等。力学性能内容广泛自不必说，很多学校的材料力学性能是一门单独的课程;物理性能涉及热、光、电、介电、磁等性能;化学性能包括耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等。涉及物理、化学、力学、材料科学基础、材料研究方法、材料工艺等[3]。

2.与工程实际联系紧密，同时兼具叙述性与理论性。“材料性能学”课程是介绍材料各种主要性能的基本概念、物理本质、影响因素、变化规律、性能指标的工程意义以及测试、评价及应用。各种性能的物理本质和变化规律与材料的化学成分及基本结构间的关系较为抽象，理论性较强，同时，由于涉及的性能众多，各性能的指标、测试、评价与应用等具有一定的叙述性。

3.理论与实际相结合，实践性强。材料的各种性能都有一定的应用场合，或者根据不同的应用要求，需要特定的性能，因此，无论是材料各种性能本身的测试和研究还是和工程实际相结合都具有很强的实践性。

二、课程存在的问题和改革的必要性

1.专业拓宽的影响。我国的高等教育最初照搬苏联模式，培养“专业”人才，但是随着社会的发展和科学的进步，交叉学科和新兴学科兴起，原来狭窄的专业模式已难以适应我国经济发展的需求，更阻碍了科技的进步。因此，教育部于1998年进行了大范围的本科专业目录调整，我校的材料专业也于2005年按材料科学与工程一级学科专业招生，相应的课程也改为“材料性能学”，但是教学内容和教学大纲仍然沿用了过去“无机材料物理性能”课程的教学体系，讲授的内容变化不大。

2.课程教学本身存在的问题。传统的课堂教学以教师讲授为主，教学方法相对单一，而“材料性能学”课程具有理论性较强和讲授的概念较为抽象的特点，传统的讲授方法很难让学生迅速而有效地理解教学内容。因此，如何把抽象和艰深的理论内容深入浅出地展现给学生，让学生迅速有效地理解教学内容是一个难点，同时也是课堂教学的重点。目前，虽然采用了多媒体课件，但是大多是用PowerPoint制作的简单课件，其表现力仍有限，在教学效果上力不从心。

3.由于条件限制，目前我校的“材料性能学”课程只有理论教学环节，而没有实践教学环节。但该课程本身是一门实践性很强的课程，缺少实践教学使得学生在接受教学内容上产生了一定的困难。“我听过就忘了，我看见就记住了，我做了就理解了”是华盛顿儿童博物馆上的格言，这不单对幼儿适用，对刚刚迈入成年的大学生也是适用的。因此，要想办法创造条件开展实践教学。

三、教学改革措施

1.课程体系和教学内容改革。我校“材料性能学”课程的前身是“无机材料物理性能”，侧重点是无机非金属材料物理性能，随着专业面的拓宽和人才培养模式的调整，调整后的“材料性能学”，从材料种类来说不能再拘泥于单一的无机非金属材料，而要整合金属材料、无机非金属材料、高分子材料等相关性能;从性能上来说要从物理性能拓宽到力学性能、物理性能和化学性能。对这些内容进行综合优化，形成系统理论。课程内容要涵盖主要材料主要性能的基本知识和理论，同时要紧跟学科前沿，涵盖新模型、新概念和新技术。在目前条件下，应选用合适的教材，同时争取重新编写教材以切合课程体系。课程体系的调整，使得课程涵盖内容大幅增加，但目前大学本科教育的趋势是课时大幅减少，我校“材料性能学”课程为48学时，课时大幅压缩，要想涵盖全部内容存在很大难度，在内容的广度和深度上存在矛盾。在这种背景下，课程体系和教学内容的改革是重点也是难点。在课程内容的设计上，以“宽口径、强基础、重实践”为指导思想，培养具有扎实基础理论和较强实践能力的复合型人才为目标。教学重点与学校实际情况相结合，根据材料专业的实际情况确定课程的内容和要求，分清主次，哪些是必须的，以“必须、够用”为度。“材料性能学”课程主要包括如下七个模块：材料的力学性能、热学性能、电学性能、介电性能、磁学性能、光学性能和化学性能。在各个模块中，以每种性能的基本概念―物理（化学）本质―影响因素―性能指标的工程意义―指标的测试、评价及应用为主线贯穿始终[3]。同时，教学内容需体现科技的发展，适时讲授相关领域的研究动态和发展前沿，保持教学前瞻性，拓宽学生的视野，激发学生的创新意识。

2.教学方法和教学手段改革。传统的教学模式是一根粉笔加一本教科书贯穿一堂课，现在用上了多媒体[4]，但很多时候只是把板书搬到了PPT上，仍然是教师讲、学生听，对于抽象的概念和理论，学生难于理解和掌握。在教学方法上，要改变传统教学模式，综合运用启发式、讨论式、案例式等多种教学方法，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。

在教学手段上，一要完成多媒体课件制作：充分运用文字、图形、图像、声音、动画、影像等多种媒体素材，制作多媒体课件，把抽象、复杂的理论内容生动形象、深入浅出地展示给学生，加大课堂教学的信息量，一定程度上降低课时压缩的影响;二要建立网络教学环境：利用网络平台，建立和完善课程网站，利用课后延伸环节，为学生的自主性学习提供条件。

3.实践环节建设。实践是工科教育的灵魂，教学中实践环节的设置有利于学生的学习和理解，有利于学生创新思维和创造性的培养。本课程由于条件的限制，目前并没有实践环节。因此，一方面要积极向学院、学校申请资源，努力争取建立基本实践条件，同时在目前条件下，充分利用现有的条件，探索开展实践教学的方法。

四、教学改革实践示例及效果

材料对电场的响应主要有两种，一种是带电粒子的长程运动，称为电导，一种是带电粒子的短程运动，称为极化，内容很多也很复杂。以往的教学中要分别介绍电子电导、离子电导、半导体、介质极化等[5]，这些内容理论性强，学生不容易理解，也很难产生兴趣。因此，在教学中采用“应用先行”的办法，以生活中和高科技领域中的应用为引子，引导学生发现材料的独特性能，激发学生的学习兴趣;发现了材料的独特性能后，引导学生分析研究其中的原理、机制和物理本质;然后再从物理本质出发，分析影响材料该性能的因素，从影响因素出发，进一步分析讨论改进、提高材料性能的方法和实现手段;再从性能出发，分析材料可能的其他应用，启发学生的发散思维和创新精神。实践示例：材料的热敏特性教学。材料的热敏特性是指材料对温度变化具有响应的特性，材料的热敏特性在许多领域具有广泛的应用，是许多功能材料的基础。对于这个特性，首先从家庭日常使用的电饭煲出发。为什么电饭煲能够自动把饭煮好？这个问题引起了同学的兴趣，同学纷纷发言：有的说通过电加热把饭煮熟，教师追问电饭锅怎么知道熟了，既不会夹生也不会焦掉？有同学说那应该是有传感器，教师追问会是什么样的传感器呢？带着这一系列的问题和各色各样的答案，教师对问题进行总结：电饭煲煮饭是把适量的水和米混合在一起，通过电加热，水的温度逐渐升高直至沸腾。沸腾后，由于水的沸点在一定的大气压下是恒定的，在我们生活的低海拔地区基本上可以认为是保持100℃不变，因此锅底的温度一直保持100℃不变。随着时间的延长，一部分水分被大米吸收，另外一部分水分慢慢蒸发，直到饭熟后，锅底没有了液态水，锅底温度升高，此时电饭锅就需要停止加热，否则饭要烧焦了。这一点电饭锅是如何做到的呢？此时该我们的主角――热敏材料闪亮登场了。有一类材料他们的电阻随温度升高而显著地变化，饭没熟，温度在100℃时，材料的电阻比较小，线路导通，发热元件工作;当温度超过100℃达到103℃时，电阻突然上升几个数量级，此时线路断开，停止加热，这种材料称为“正温度系数（PTC）热敏陶瓷”，可以作为恒温发热元件，电阻突变的点称为“居里点”。不同材料的居里点不同，通过调整材料的成分和结构可以调整居里点，做成各种各样不同的元器件，应用于不同的场合。这时引入科学的概念，进行课堂核心内容讲授――PTC效应的机理及影响因素，介绍热敏材料及其应用，介绍相关的知识点。除了PTC效应，还有NTC效应――负温度系数等。核心知识点讲授完成后，进一步发散，除了电阻对温度变化的响应，还有材料的其他性能如介电常数、电流、磁化强度等都对温度变化有响应，如介电常数―温度敏感的铁电材料、电流―热量敏感的热释电材料、磁化强度―温度敏感的磁性陶瓷等。介绍相关特性，布置小组讨论作业：介电常数―温度敏感、电流―热量敏感、磁化强度―温度敏感的机理、影响因素及应用等，引导学生利用学校图书馆的数据库，查阅科技文献，了解相关问题的最新研究发展动态。学生每4～5人分为一组，选择感兴趣的内容进行研讨，利用教材和参考书对每一个主题所涉及的性能的基本概念、物理本质和影响因素进行分析，查阅科技文献了解材料的应用领域及最新研究方向和成果。每个小组提交一份研讨报告，同时准备演讲PPT，进行演讲汇报。演讲过程中，学生积极提问、质疑、讨论，形成了良好的学习氛围，培养了学生的团队协作能力、创新能力及领导力。

“材料性能学”是材料专业的一门主干课程，随着专业的调整以及课程本身的特点，必须对其教学内容、教学方法进行改革。文中提及的一些思路，有些已经实施，也取得了较好的效果，有些仍需创造条件进行实践，在教学实践中不断完善。学生掌握材料各种主要性能的基本概念、物理本质、变化规律、性能指标及其工程意义;了解影响材料性能的主要因素，材料性能与化学组成、组织结构之间的关系，从而为判断材料优劣、正确选择和使用材料，改变材料性能、探索新材料、新性能、新工艺打下理论基础，培养学生的知识应用能力和创新能力。

参考文献：

[1]成都理工大学 材料物理性能精品课程申报网站http：///qvy/

[2]武汉理工大学.材料力学性能[EB/OL].精品课程网站

http：///details？uuid=ba97957d-

122e-1000-8376-144ee02f1e73&courseID=X0500304.

第6篇：高分子材料的主要性能特点范文

关键词：高性能；低能耗；共挤复合

1. 应用需求

据有关资料显示，全球消费品的软包装市场高达300亿美元。目前，纸塑铝多层复合包装材料在软包装行业中占有重要地位。世界上一些先进国家，纸塑铝多层复合材料占整个塑料包装的33~44％，目前，在我国，软包装的发展速度要略高于总的国民生产的发展速度约为12-15%，其中纸塑铝多层复合无菌纸包装的年消耗量约为100亿包的包材，售价约折合人民币近40亿元，而且也每年以20~30%的速度递增，成为全球最大和发展最快的市场，但纸塑铝多层复合无菌包装在我国软包装制品中仅占10%，而发达国家占65%，我国软包装制品具有极大的发展空间，因此，研制较高自动化控制系统水平的多层复合材料专用生产线市场前景光明。

1.1液体食品软包装的特点

共挤复合10层纸塑铝软包装材料（如结构为PE+MLLDPE/LDPE/印刷层/原纸/LDPE+纳米材料/EAA/铝箔/EAA/LLDPE/PE+MLLDPE的软包装材料），所生产的包装材料具有阻隔性、保香性、耐热性和食品安全性良好等优点，可广泛用于鲜奶、果奶、酸奶、果汁、饮料等液态食品的无菌包装。

2 高性能低能耗共挤纸塑（铝）多层软包材共挤复合生产线的工艺

挤出复合又称涂复或淋膜，是广泛使用的一种经济的复合薄膜方式，它是将聚乙烯等热塑性塑料在挤出复合机中熔融，从扁平机头中呈薄膜状流出，在两个紧密接触的滚筒间将其压向底材并经过冷却后制成复合薄膜的方法。挤出复合可以是单层复合，也可以多层一次性复合或多层多次复合,即共挤复合；产品结构变化较多。

高性能低能耗共挤纸塑（铝）多层软包材共挤复合生产线(液体食品包装用多层复合材料一次复合成型)的工艺如下：

印刷纸卷放卷预热处理反面电晕处理反面挤出复合塑料A、B层正面电晕处理正面挤出复合塑料C、D层（同时从第二放卷接入铝箔一齐复合）正面挤出复合塑料E、F、G层整理收卷。

3 高性能低能耗共挤纸塑（铝）多层软包材共挤复合生产线的建立

通过“节能、高效、精密”为关键，以装备和技术以及相关理论的研究与开发,完成纸塑（铝）多层软包装材料共挤复合成套生产线。其中“高效”是指要提高挤出速度，实现高速挤出，从节能角度看，就是要提高单位能耗成型软包装材料的长度；而提高软包装材料中塑料膜层厚度的“精密度”可带来明显的节能效果。

纸塑（铝）多层软包装材料共挤复合的生产设备规格，目前包装材料幅宽都在1.2米以上，最大幅宽达2.3米以上。生产线速度高(，整线自动化程度高，生产过程中的温度、速度、压力、张力、厚度控制等控制系统全部集中数字化控制。生产出性能更好的纸塑（铝）多层软包装材料，对设备的性能要求会更高。

3.1 原料

挤出机使用树脂：LLDPE、LDPE、PP、EVA、EAA、EMAA、SURLYN（沙林）、Nucrel（牢靠）等涂复级树脂。

基材：a) 主放卷基材：纸（60～400g/m²）等。

b) 夹层：铝箔。

3.2 生产设备

本生产线为高性能低能耗共挤纸塑（铝）多层软包材共挤复合生产线。

挤出复合的加工设备：挤出复合机组一般包括塑料挤出机、模头、放卷部分（包括夹层放卷）、复合部分、收卷部分以及转动装置、张力自动控制、放卷自动纠偏、材料预处理、后处理等附属装置组成。，本公司公司自主研发的液体食品包装用多层复合材料一次复合成型专用生产线，设备结构见下图。生产方向是右向左，挤出机是2-2-3(即：两层-两层-三层),从右边的放卷到左边最后的收卷，左边的挤出机是“三层共挤挤出机”，由三个机筒及换网、分配器、一个T型模头组成。

1放卷; 2摆动纠偏机构;3复合座Ⅰ(反面)& 电晕机Ⅰ;4电晕机Ⅱ;5预热;6复合座Ⅱ& 电晕机Ⅲ;7夹层放卷;8摆辊张力检测;9复合座Ⅲ;10监控;1收卷;12挤出机-G;13挤出机-F;14挤出机-E;15挤出机-D;16挤出机-C;17挤出机-B;18.挤出机-A;19.主电柜

图1高性能低能耗共挤纸塑（铝）多层软包材共挤复合生产线示意图

主要性能参数如下：工作宽度:600～1350mm;挤出机：当量直径为φ90的螺杆最大挤出量为200kg/h；φ65的螺杆最大挤出量为100kg/h；第一放卷形式：气动夹紧气胀轴式；最大直径φ1600mm；最大张力70kg，7～200 m/min全速度范围自动接料。第二放卷(夹层放卷)形式：最大直径φ680mm；最大张力40kg，7～200 m/min；全速度范围使用铝箔反面自动接料。生产线速度：机械速度：200m/分钟，工艺速度：150m/分钟,由使用材料和工艺条件决定。

3.3 工艺流程

3.3.1收、放卷

放卷装置：巧妙地对基材的张力进行调整是放卷部的必要条件。安装有边位控制器（如

EPC），调节基材的偏移。

收卷装置：型式与放卷部相同，但必须对应一定的卷绕直径，并安装有张力调节辊，通过调节张力和压力来控制控制收卷的张紧程度。

3.3.2预热处理

在复合工序前，通过预热辊里热油的加热,把经过的薄膜进行加热（70～80℃），令与流涎膜、基材等复合后变成粘合牢固的复合膜。

热辊压合孔口处理装置:在生产线上，我们做了一个改善，在预热辊处安装了孔口压平装置，使待产产品的基材上的孔口在进入复合前，先被压平，这样一来，既减少了纸基材上粗糙的孔口对硅胶辊的磨损，其孔口处采用特殊处理，增强了阻隔性及特殊防渗效果，降低了设备维护的投入，而且生产速度提高了25%，生产效率得到进一步提高。

3.3.3 电晕处理

为了取得良好的粘合效果，从电晕机内发生器产生的电火花将塑料膜进行电晕处理，从表面凹凸使其在复合机的复合工序中，与流涎膜、基材等加紧粘合度。

3.3.4 挤出机

挤出成型系统是把塑料由粒状通过高温加工变成流体，然后从T型模头均匀挤出的整套设备。可以是单层，两层共挤，三层共挤或多层共挤。

3.3.5二放（夹层）放卷

二放卷装置：铝箔正反面高速自动接换料。为了适应多层挤出复合的需要，一般需要安装第二放卷装置。使挤出复合设备的生产真正意义上实现了全自动生产，大幅度提高了生产线的自动化程度与生产效率，节约了大量的人力与物力的浪费。在挤出复合行业的发展中，并且使产品使用具有极大的经济效益和社会效益。

3.3.6 复合

复合部分主要是由冷却辊、压辊、背压辊、剥离辊等组成。合上压辊（即硅胶辊），冷却辊和压辊对需要复合的基材和挤出淋膜进行复合加压，同时，，由于冷却辊和压辊的相互反方向转动，使具有一定高温度的基材和热熔的淋膜有机复合，生产出剥离强度较强、厚度均匀的多层挤出复合产品。

4 高性能低能耗共挤纸塑（铝）多层软包材共挤复合生产线的设备特点

主要创新突破点：

a.集成创新，实现纸塑（铝）多层软包装材料的节能、高效和精密的共挤复合；

b.基于能量动态平衡节能技术的三层共挤挤出机节能新结构。

总体技术达国内领先或国际先进水平。

4．1 节能

因为我国这类生产线的关键装备和技术曾一直较落后，主要表现在其中的关键装备――挤出机和机头的性能，包括熔融塑化、混炼、挤出产量、流动均匀性、能耗、热稳定性和热变形等。

根据“混沌混炼塑化理论”，高分子材料在挤出机的熔融塑化过程中产生了分流、对流、增压减压、延伸、剪薄、压延等多种混沌混炼效应，形成了“固体颗粒熔体混合物”，这种熔融过程具有熔融速率较高、高效率的混炼，共混效率随混炼时间成幂指数增加，熔融消耗功率较低、熔体平均温度较低以及混炼和温度分布较均匀等优点，因此可大幅度提高挤出产量；同时其混沌混炼产生的热能被完全充分利用，外加热补充的热能也全部利用，而生产过程中没有机筒冷却风机（风机还要耗电去冷却）反而利用保温材料防止热能的损失和温度自动补偿控制也得到完全的吸收，建立熔融塑化能量平衡，机筒加热器外设置保温材料是其挤出机节能的外在特征，大大提高了熔体流动的均匀性和包装薄膜厚度的均匀性，从而实现了优良的节能效果。

4．2材料成本降低

4.2.1材料成本分析

在同样制品宽度为W、长度为L相同条件下，通过对目前同类二共挤复合材料样本1结构EAA9μm/LDPE+MLLLDPE18μm、样本2结构EAA10μm/LDPE+MLLLDPE20μm和本项目研究三共挤复合材料样本3结构EAA6μm /LDPE18μm /LDPE+MLLLDPE（20%）6μm、样本4结构EAA9μ-LDPE9μ-（LDPE+MLLLDPE20%）9μm进行比较：

二共挤复合材料材料样本1的成本

=第1层材料1厚度×宽度×长度×材料1密度×材料1单价+第2层材料2厚度×宽度×长度×材料2密度×材料2单价

=9×10-6×W×L×0.95×103×27+18×10-6×(W×L×0.915×103×18×50%+W×L×0.91×103×32×50%)

=0.23085WL+0.4559WL=0.68675WL（元）

二共复合材料材料样本2的成本

=第1层材料1厚度×宽度×长度×材料1密度×材料1单价+第2层材料2厚度×宽度×长度×材料2密度×材料2单价

=10×10-6×W×L×0.95×103×27+20×10-6×(W×L×0.915×103×18×50%+W×L×0.91×103×32×50%)

=0.2565WL+0.1647WL+0.2912=0.7142WL（元）

三共复合材料材料样本3的成本

=第1层材料1厚度×宽度×长度×材料1密度×材料1单价+第2层材料2厚度×宽度×长度×材料2密度×材料2单价+第3层材料3厚度×宽度×长度×材料3密度×材料3单价

=6×10-6×W×L×0.95×103×27+18×10-6×W×L×0.94×103×18+6×10-6×〔（W×L×0.94×103×18) ×80%+（W×L×0.91×103×32) ×20%〕

=0.1539 WL+0.29646WL +0.114WL =0.56436WL（元）

三共复合材料材料样本4的成本

=第1层材料1厚度×宽度×长度×材料1密度×材料1单价+第2层材料2厚度×宽度×长度×材料2密度×材料2单价+第3层材料3厚度×宽度×长度×材料3密度×材料3单价

=9×10-6×W×L×0.95×103×27+9×10-6×W×L×0.94×103×18+ 9×10-6×〔(W×L×0.94×103×18)×80%+（W×L×0.91×103×32) ×20%〕

=0.23085WL +0.14823WL +0.1710WL =0.55008WL（元）

从可以看出，三共复合材料成本与二共挤复合材料成本分析见表1。

表1材料成本分析一览表

4.2..2实验分析结论

通过对复合材料进行测试、分析和实验研究，综合以上结果及分析，可以看出，公司实际生产出的挤出复合材料（结构为纸220g//LDPE8μ-LDPE7μ/AL6.3μ/EAA9μ-LDPE9μ-（LDPE+MLLLDPE20%）9μm）的分层效果、薄膜均匀度及剥离强度上均达到要求，故采用的原材料组合EAA9μ-LDPE9μ-（LDPE+MLLLDPE20%）9μm的性能最优和价格最廉，可以为以后生产高性能包装材料提供指导。

4.3新型动态调幅机构

新开发的新型动态调幅机构，可实现挤出机在线调节挤料边幅，可同时控制边幅宽度和边部厚度，达到部分材料复合后，不用切边的目的。从而可减少因切除边料而造成的材料巨大浪费，同时也减少了处理边料的投入，为用户节省大量的生产材料，直接或间接的经济效益十分可观。

4.4 模头气隙电动调整功能

该生产线整机采用三套共挤成型系统联线生产，可实现液体食品包装用10层结构的复合材料一次成型，产品结构成本低，效率高，经济效益可观。同传统的工艺相比，效率可提高3-5倍，成本可节约20%-30%；而且设备购置成本极低，性价比比传统设备高50%，产出的产品质量可靠，复合后剥离强度、均匀度、热封性能、阻隔性能等各项指标均达到国际标准水平，成品率达97%，达到国际先进水平。

4.5达到的主要技术指标

（1）节能：总装机功率由目前同类高档生产线1250kW左右降低到1030kW左右，即整线的能耗降低约20%；挤出机单耗降低到0.13～0.15kW/(kg/h)。

（2）节材：本项目三共挤生产线材料EAA6μm /LDPE18μm /MLLDPE6μm为目前同类两共挤出生产线材料EAA10μm /MLLDPE20μm节约材料成本20%以上。

（3）挤出膜厚度均匀度：挤出膜厚度误差由目前同类高档共挤复合生产线的±5~10μm降低至±3～5μm。

（4）复合膜剥离强度：≥2N/15mm（对EAA/LLDPE/PE+MLLDPE）。

本项目完成后，第（1）项节能效果明显，达到国际先进水平，第（2）、（3）、（4）项达到国内领先水平，每年可销售3～4条生产线，预计年新增产值2000万元，年出口创汇100万美元。

4.6达到的主要经济指标

每年平均生产按6条生产线计算，预计能拉动食品无菌包装、软包装相关材料相关产业的经济效益近20亿元。由于辉隆公司的设备价格远低于进口设备，可为用户节约设备购置成本约21,000万元（按进口设备每条生产线平均4,000万元人民币，辉隆公司每条生产线平均500万元人民币计）。每年共可节电5184千度/年，相当于每年节约2032吨标准煤。

5 高性能低能耗共挤双向拉伸聚丙烯合成纸生产线的发展前景