高分子材料加工第四章
4第四章 高分子材料的配方设计
沉入水底的为聚氯乙烯（聚乙烯的密度小于水，聚氯乙烯的密度
大于水；常温时分别约为0.92g/cm3和1.4g/cm3）
28
4．聚苯乙烯（PS）
特点：
无色、无味、无毒、无嗅，具有光泽的透明固 体。 相对密度为1.04—1.09。 刚度和表面硬度较大，尺寸稳定性好，着色容 易。
29
4．聚苯乙烯（PS）
10
三氧化二锑 8
配方的组成
23
聚氯乙烯的配方
单位：质量份
30
鞋底：
SBS 100 PS 50 ——改性剂、提高强度、耐磨性、耐撕裂 CaCO3 20 ——降低成本、提高耐磨性、拉伸强度、硬度 防老剂 SP 1.0 抗氧剂164 1.0 7#机油 35 ——软化剂 ZnSt 0.5 ——稳定剂、润滑剂 着色剂 2
22
23
24
3.聚氯乙烯(PVC)
特点：
聚氯乙烯的分子链中存在极性氯原子,增大了分子间的作用 力,阻碍了单链内旋,减小了分子链间距离,所以刚度、强度 和硬度均比聚乙烯高。质硬、耐老化性好。 优点：具有轻质、防水、防潮隔热、保温、防潮、阻燃、 施工简便等。规格、色彩、图案繁多，极富装饰性，可应 用于居室内墙和吊顶的装饰，是塑料类材料中应用最为广 泛的装饰材料之一。 缺点：怕火，不耐高温，在较热的环境中工作容易变形。
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
17
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
高分子物理——第四章 非晶态高聚物ppt课件
（三）、高弹态（橡胶态）
力学特征：ε大，约100 ～1000%，且可逆，具有高 弹性，称为高弹态，为聚合物特有的力学状态。模量 E进一步降低—聚合物表现出橡胶行为
分子运动：链段运动
热运动 T↑，链段运动能力↑，ε↑
外力
蜷曲
伸长
T↑，大分子链柔性↑，回复力↑
高弹形变是链段运动使分子发生伸展
卷
曲的宏观表现。回复力↑（抵抗形变）与流动性
主价力（键合力、化学键）
共价键：由原子的价电子自旋配对所形成的键。 C—C（键长、键角、键能） 特点：不离解、不导电、具饱和性和方向性 类型：σ键（电子云分布轴对称）、π键（对称面）
离子键：由正负离子间的静电相互作用形成的键。 金属键：由金属原子的价电子和金属离子晶格之间的相互作用
形成的
次价力（此作用力的大小决定了分子结构，特别是聚集态结构）
⑴ 静电力（取向力，偶极力） 极性分子、永久偶极间
其大小同
偶极矩
↑而↑
定向程度 有关 ↑而↑
T
↑而↓
它是极性分子间的主要作用力
12～21KJ/mol
⑵ 诱导力 永久偶极与由它引起的诱导偶极间 极性分子之间或极性分子与非极性分子间 6～12KJ/mol
⑶ 色散力 是分子瞬时偶极之间的相互作用力 存在于一切分子中（极性或非极性），具加和
4、晶区的分子运动：晶区缺陷的运动、 晶型转变、晶区的局部松驰、折叠链的“手 风琴式”运动。
2，3，4都是小尺寸运动，或者微布朗运动
在上述运动单元中，对聚合物的物理和力 学性能起决定性作用的、最基本的运动单元， 只有1、2两种，而整链运动是通过各链段协同 运动来实现的，因此链段运动最为重要，高分 子材料的许多性能都与链段运动有直接关系。
第四章--电活性高分子材料
极。
目前使用的成膜方法主要有以下三类：
1、真空蒸镀成膜法 将涂层材料放在较高温度处，在真空下升华到, 处在较低温度处的ITO电极上而形成薄膜。 2、浸涂或旋涂成膜法
现将成膜材料溶解在一定溶剂中制成合适浓度
的溶液，然后将电极浸入溶液中，取出后挥发溶剂
使之成膜。
苯乙烯磺酸钠等。
②、空穴传输材料
相比于电子传输材料还未普遍使用。包括有机
空穴传输材料和高分子空穴传输材料。（图4-11） a、有机空穴传输材料 主要有芳香二胺类TPD和NPB及其衍生物。
b、高分子空穴传输材料
主要有聚乙烯咔唑(PVK)和聚甲基苯基硅烷PMPS)。
2、载流子注入材料 包括电子注入材料和空穴注入材料。 ①、电子注入材料
驻极体耳机、血压计、水下声纳、超声波探头
等均如此。
2、制作驻极体位移控制和热敏器件
利用压电效应，驻极体薄膜会发生弯曲，因此
可以制作电控位移元件。如，光学纤维开关、磁头
对准器、显示器件等。
利用热电效应，可以制作测温器件。如，红外 传感器、火灾报警器、非接触式高精度温度计和热 光导摄像管等。
3、高分子驻极体在生物医学领域的应用
子传输层)和载流子注入材料(载流子注入电极)。 1、载流子传输材料 包括电子传输材料和空穴传输材料。
①、电子传输材料 包括有机电子传输材料和高分子电子传输材料。
（图4-10）
a、有机电子传输材料
主要是金属有机络合物。如，8-羟基喹啉衍生
物的铝、锌、铍等的络合物，恶二唑衍生物PBD等。
b、高分子电子传输材料 聚吡啶类的PPY、奈内酰胺聚合物4-AcNI、聚
B、聚烷基噻吩(PAT)及其衍生物类
材料化学-第四章高分子材料化学习题及答案
第四章高分子材料化学习题：1、高聚物相对分子质量有哪些测试方法？分别适用于何种聚合物分子，获得的相对分子质量有何不同？(10分)答：测定高聚物相对分子质量的方法：渗透压、光散射、粘度法、超离心法、沉淀法和凝胶色谱法等。
这些方法中，有些方法偏向于较大的聚合物分子，有的方法偏向于较小的聚合物分子。
聚合物相对分子质量实际是指它的平均相对分子质量。
(1)数均相对分子质量( Mn ) 采用冰点降低、沸点升高、渗透压和蒸气压降低等方法测定的数均相对分子质量，即总质量除以样品中所含的分子数。
(2)质均相对分子质量( Mω) 采用光散射等方法测定质均相对分子质量。
(3)粘均相对分子质量( Mη) 采用粘度法测定粘均相对分子质量。
2、详述高分子聚合物的分类及各自的特征并举例。
(20分)答：高分子化合物常以形状、合成方法、热行为、分子结构及使用性能进行分类。
1、按高聚物的热行为分类(1) 热固性高聚物高聚物受热变成永久固定形状的高聚物(有些不需加热)。
不可再熔融或再成型。
结构：加热时，线型高聚物链之间形成永久的交联，产生不可再流动的坚硬体型结构，继续加热、加压只能造成链的断裂，引起性质的严重破坏。
利用这一特性，热固性高聚物可作耐热的结构材料。
典型的热固性高聚物有环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯等。
(2) 热塑性高聚物熔融状态下使它成型(塑化)，冷却后定型，但是可以再加热又形成一个新的形状，可以多次重复加工。
结构：没有大分子链的严重断裂，其性质也不发生显著变化，称为热塑性高聚物。
根据这一特性，可以用热塑性高聚物碎屑进行再生和再加工。
聚乙烯、聚氯乙烯、ABS树脂、聚酰胺等都属于热塑性高聚物。
2、按高聚物的分子结构分类(1) 碳链高聚物大分子主链完全由碳原于组成，绝大部分烯类聚合物属于这一类。
如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯等。
(2) 杂链高聚物大分子主链中除碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子。
如聚醚、聚酯、聚硫橡胶等。
高分子材料加工工艺学 第四章 聚丙烯纤维
据NTH 公司称，1997 年以来，世界范围内 许可的PP 新增产能的55%都是采用 Novolen 气相工艺，今后气相工艺还将有 逐步增加的趋势。 目前，世界上气相法PP 生产工艺主要有BP 公司的Innovene 工艺、智索公司的Chisso 工艺、联碳公司的Unipol 工艺、BASF 公 司的Novolen 工艺、住友化学公司的 Sumitomo 工艺以及Basell 公司开发的 Spherizone 工艺等。
(1) Spherizone 工艺 Spherizone 工艺采用的是Basell 公司开发 的多区循环反应器（MZCR）技术，是目前 世界上最新颖、最先进的聚丙烯生产工艺。 其工艺流程如图1所示。 Spherizone 工艺采用的特殊设计的环型反 应器由两个反应区组成，聚合物颗粒在多区 循环反应器的两个不同反应区之间循环。在 上升反应区，聚合物颗粒被单体气流以流态 化的形式向上带走。在反应器的顶部，聚合 物颗粒进入下降反应区，在重力作用下聚合 物颗粒沉降到反应器底部，然后又被送到上 升反应区，重复上述反应循环。
高分子材料加工 工艺学
第四章 丙烯纤维
第四章 聚丙烯纤维
聚丙烯纤维在我国简称丙纶。 1954年Ziegler和Natta发表了等规聚丙烯的制造专
利，即Ziegler-Natta催化剂，于l 957年意大利 Montefibre公司实现了聚丙烯纤维的工业化生产。 以后英国、美国相继开始生产等规聚丙烯短纤维。
1. 丙烯的聚合工艺
聚丙烯生产工艺按聚合类型可分为淤浆法、 溶液法、本体法、气相法和本体-气相法组 合工艺5 大类。近年来，气相和本体工艺的 比例逐年增加，界各地在建和新建的PP 生 产装置将基本上采用气相工艺和本体工艺， 尤其是气相工艺的快速增加正挑战居世界第 一位的Spheripol 工艺（本体-气相法组合工 艺）。
高分子材料加工原理(第四章)
从动态实验不仅能表征粘弹流体的频率依赖性 粘度，而且能表征其弹性。测定值是复数粘度。
* () i ()
( )
G ( )
G ( ) ( )
——非牛顿流体粘性的表征 ——弹性的表征
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
（3）可预示某些聚合物流体的可纺性
d lg a d 1 / 2
2 10
结构黏度指数▣可用来表 征聚合物浓溶液结构化的 程度。▣越大，表明聚合 物流体的结构化程度越大。
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
②切力增稠的原因： 增加到某数值时，流体中有新的结构的形成。 大多数胀流型流体为多分散体系，固体含量较多，且浸润 性不好。静止时，流体中的固体粒子堆砌得很紧密，粒子 间空隙小并充满了液体，这种液体有一定的润滑作用。 较低时，固体粒子就在剪切力的作用下发生了相对滑 当 动，并且能够在原有堆砌密度大致保持不变的情况下，使 得整个悬浮体系沿力的方向发生移动，这时候表现为牛顿 流动； 增加到一定值时，粒子间碰撞机会增多，阻力增大； 当 同时空隙增大，悬浮体系总体积增加，液体已不能再充满 空隙，粒子间移动时的润滑作用减小，阻力增大，所以 a 增大。
点；
3、掌握聚合物流体切力变稀的原因；
本节作业
1、P118-1（1、2、3、5、9）、2、4、7
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
【教学内容导读】 流体的粘性和牛顿粘性定律 非牛顿流体的流动行为及粘性表征
影响聚合物流体剪切粘性的因素
【课时安排】4课时
第四章具有选择分离功能的高分子材料
c 热稳定性：
干树脂在空气中受热容易使骨架及功能基降解破坏。 树脂耐热性随离子存在的类型有很大差异，通常盐 型比酸型和碱型稳定。
钠型磺化聚苯乙烯阳树脂可在150℃下使用， 而其氢型只能在100～120℃下使用，阴树脂耐 热性能较差，氯型树脂只能耐热80～100℃。
离子交换树脂的热稳定性与其结构有密切关系:
在被处理的流出液达到贯流点时，离子交换树脂 就要进行再生。
再生的基本原理是利用离子交换的逆反应加入再生剂 使交换饱和的基团复原。 在实际应用中出于经济的原因，常常不使离子交换树 脂的被饱和基团全部再生恢复，而只控制再生一部分。
因此，再生剂的用量对树脂的工作交换量影响很 大。再生交换量是离子交换树脂在指定再生剂用 量条件下的交换容量。
[RB]－达到平衡时结合在树脂上的B离子 浓度；
[A]－达到平衡时溶液中的A离子浓度；
离子交换树脂的模型图
1.1离子交换树脂的分类
离子交换树脂是一类能显示离子交换功能 的高分子材料。
在其大分子骨架的主链上带有许多化学基团， 这些化学基团由两种带有相反电荷的离子组成，
一种是以化学键结合在主链上的固定离子， 另一种是以离子键与固定离子相结合的反离子。
反离子可以被离解成为能自由移动的离子， 并在一定条件下可与周围的其它同类型离 子进行交换。 离子交换反应一般是可逆的，在一定条件 下被交换上的离子可以解吸，使离子交换 树脂再生，因而可反复利用。
强酸、强碱性树脂能发生中性盐分解反应， 而弱酸、弱碱性树脂基本没有这种反应。 各种树脂都能进行中和反应，但强型树脂的反应
能力比弱型树脂大。
b. 交换容量
交换容量也叫交换量，是指一定数量的离子交换 树脂所带的可交换离子的数量。它是表征离子交 换树脂质量的重要指标，反映了树脂对离子的交 换吸附能力。
高分子化学第四章
RiM1 RiM2 R11 = k11[M1][M1] R12 = k12[M1 ][M2] R21 = k21[M2 ][M1] R22 = k22[M2][M2] Rt11 = kt11[M1]2 Rt12 = kt12[M1][M2] Rt22 = kt22[M2]2
19
将丁二烯与苯乙烯无规共聚，可得到丁苯 橡胶；而将同样的单体进行嵌段共聚，则可 得到SBS热塑性弹性体。
12
第四章 自由基共聚合
（2）增加聚合物品种 某些单体不能均聚，但能与其他单体共聚，从而增 加了聚合物的品种。 例如马来酸酐是1, 2取代单体，不能均聚。但与苯 乙烯或醋酸乙烯能很好共聚，是优良的织物处理剂和 悬浮聚合分散剂。 1, 2-二苯乙烯也不能均聚，但能与马来酸酐共聚， 产物严格交替。
O
CH
C O CH C O
CH
C O CH C O
]n
O
CH C
]n
5
第四章 自由基共聚合
（3）嵌段共聚物 由较长的M1链段和较长的M2链段构成的大分 子，每个链段的长度为几百个单体单元以上。
M1M1M1M1M1M1M1 M2M2M2M2M2M2
嵌段共聚物中的各链段之间仅通过少量化学键 连接，因此各链段基本保持原有的性能，类似于不 同聚合物之间的共混物。
2 1
28
第四章 自由基共聚合
4.2.3 共聚物组成曲线（F1——f1关系曲线） 1. 竞聚率的意义 竞聚率是单体自身增长（均聚）和交叉增长 （共聚）的速率常数的比值，因此， r1 = 0，表示k11 = 0，活性端基不能自聚； r1 = 1，表示k11 =k12，活性端基加上两种单体难 易程度相同；
高分子材料成型加工习题参考答案
高分子材料成型加工习题参考答案(1~5章)绪论1、高分子材料可应用于哪些方面? 有哪些特点, 答:高分子材料可应用于如下各个方面:结构材料:机械零部件、机电壳体、轴承……电器材料:电缆、绝缘版、电器零件、家用电器、通讯器材…… 建筑材料:贴面板、地贴、塑料门窗、上下水管…… 包装材料:各种瓶罐、桶、塑料袋、薄膜、绳、带、泡沫塑料…… 日用制品:家具、餐具、玩具、文具、办公用品、体育用品及器材……交通运输:道路交通设施、车辆、船舶部件……医疗器械:医疗器具、药品包装、医药附件、人造器官…… 航天航空:飞机、火箭、飞船、卫星零部件……军用器械:武器装备、军事淹体、防护器材…… 交通运输:道路交通设施、车辆、船舶部件……医疗器械:医疗器具、药品包装、医药附件、人造器官…… 航天航空:飞机、火箭、飞船、卫星零部件……军用器械:武器装备、军事淹体、防护器材…… 化纤类:布、线、服装、……高分子材料具有如下特点:优点: a.原料价格低廉; b.加工成本低; c.重量轻; d.耐腐蚀;e.造型容易;f.保温性能优良;g.电绝缘性好。
缺点: a.精度差; b.耐热性差; c.易燃烧; d.强度差; e.耐溶剂性差; f.易老化2、塑料制品生产的完整工序有哪五步组成,答:成型加工完整工序共五个1.成型前准备:原料准备:筛选，干燥，配制，混合 ?2.成型:赋预聚合物一定型样 ?3.机械加工:车，削，刨，铣等。
?4.修饰:美化制品。
?5.装配: 粘合，焊接，机械连接等。
?说明:a 并不是所有制品的加工都要完整地完成此5个工序b 五个次序不能颠倒3、学习本课程的重点是什么,答:本课程的重点是:高分子材料方面:应掌握高分子材料定义，高分子材料工程特征，高分子材料及其制品的制备方法，高分子材料的组成，添加剂的作用、机理、品种及其选择，高分子材料配方设计原则，配方分析，影响高分子材料性能的化学因素和物理因素。
成型加工方面:应掌握高分子材料制品各种成型方法，成型加工过程，成型工艺特点，成型工艺的适应性，成型工艺流程，成型设备结构及作用原理，成型工艺条件及其控制，成型工艺在橡胶、塑料、纤维加工中的共性和特殊性。
高分子材料科学基础-第四章
z 阳离子型：通常是一些胺盐和季铵盐。 z 非离子型：聚乙烯醇，聚环氧乙烷等。
乳液聚合最常使用的是阴离子型乳化剂，而非离子型乳化剂一般用做 辅助乳化剂与阴离子型乳化剂配合使用以提高乳液的稳定性。
乳化剂的组成
例：硬脂酸钠(sodium stearate)：C17H35COONa
浊点是非离子型乳化剂水溶液随温度升高开始分 相时的温度；在使用非离子型乳化剂时，聚合温度应 在其浊点以下。
4.5.3 乳液聚合机理
4.5.3.1 聚合前单体和乳化剂状态
z 大部分乳化剂形成胶束 胶束内增溶有一定量单体
直径约 4 ~5 n m， 数目为1017－1018个/ cm3
增溶胶束
z 大部分单体分散成液滴
PS
LDPE
工艺过程要点
第一阶段预聚合至10%的转化率，然后浇模分段升温，最 后脱模成板材或者型材。
第一阶段在80-85℃下预聚合，转化率控制在33-35%，然 后送入特殊聚合反应器内在100-220℃温度递增的条件下聚合， 最后熔体挤出造粒。
选用管式或釜式反应器进行连续聚合，控制单程转化率为 15-30%，然后熔体从气相中分离出来，挤出造粒，未反应单体 经精制后循环使用。
直径约 1000 n m， 数目为1010－1012个/ cm3
单体液滴是提供 单体的仓库
z 极少量单体和少量乳化剂以分子分散状态溶解在水中
乳化剂
单体
少量在水相中
大部分形成胶束
小部分增溶胶束内
部分吸附于单体液滴 大部分在单体液滴内
引发剂
大部分在水中
5
4.5.3.2 乳液聚合场所
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PDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c高分子材料加工工艺 Polymer Processing Engineering青岛科技大学材料科学与工程学院 材料物理教研室1omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c高分子材料加工工艺第四章 高分子材料的配方设计2omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.cContents高分子材料制品设计的一般原则和程序高分子材料配方设计3omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c第四章 高分子材料的配方设计需求是高分子材料研究、开发的原动力，汽车轻量化、火 车提速、宇宙揭秘、海洋开发等都对高分子材料提出了新的要 求。
研制新的高分子材料，实现产业化、开发产品的新价值， 造福于人类，是高分子材料科学与技术工作者的职责。
另一方 面，高分子材料的性能是左右其工业价值的重要因素。
高分子化合物的结构与性能、材料的组成是影响材料性能的 主要因素；制造方法对材料性能具有一定的影响。
4omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c在配方设计时，需注意以下因素对材料性能的影响： ♣ 制样条件(成型方法、成型条件、试样形状等) ---例:当采用注射成型、挤出成型和模压成型制作试样 时，成型压力依次递减，试样的分子取向程度也依次递减， 结果性能也不同； ---如:注射成型时，料筒和模具的温度越高，试样分子取 向的程度越低。
---对于薄的试样，由于表面层所占的比例较大，其对拉伸 强度等的影响比厚试样的大。
---对于结晶性高分子，成型条件不仅影响分子取向，而且 也影响结晶性，对性能的影响较显著。
5omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c♣ 性能测试条件 如：升温速度、作用力的形式及速度)。
♣外界因素 如：温度、湿度、使用环境及光的波长等，如耐热性受氧 的影响大；耐候性受光，尤其是紫外光的影响显著。
一方面，制品对性能的要求是多方面的，也是干差万别 的；另一方面，测定的性能是受制样条件、测试条件及外界 因素等影响的相对值。
作为从事高分子材料成型加工技术人员必须了解这些影 响因素，并在制品的设计和配方设计时充分考虑到这些影 响。
6omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c价格和对环境的影响也是两个必须考虑的因素。
在满足性能要求的前提下，价格是支配材料制品普及程 度(推广)的决定因素。
对环境的影响，事关人类持续发展的 头等大事，同样制约了材料制品的推广应用(为人类社会乐 于接受并大量使用)的关键。
配方设计是一个富于挑战性的、专业性很强的技术工 作。
因此，配方设计决不是各种原材料之间简单的、经验性 的组合，而是在对高分子材料结构与性能关系充分研究基础 上综合的结果。
一个好的制品，决不仅仅局限于配方设计，它还涉及成 型加工工艺设计及成型设备的选型，制品的外观设计及结构 设计、模具设计等。
7omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c从严格意义上说，实际上是制品设计；而配方设计是其 核心部分。
只有好的配方设计，再加上其他要素的配合，才 能获得好的制品。
4.1 高分子材料制品设计的一般原则和程序 一、制品设计：8omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c二、设计原则： 实用----按使用要求 高效----能够成型加工、加工性好、生产效率高 经济----成本低 三、设计程序： 由于可选择的高分子品种、牌号多样性，可采用成型加 工上艺和成型设备的可变性以及制品应用领域的特殊性，尤 其是高分子材料具有与金属材料、无机材料、非金属材料所 没有的独特性能，如粘弹性、受使用条件和环境影响的显著 性以及静态力学性能与动态力学性能较大的差异性等。
制品设计者只有透过现象，抓住本质，深刻认识制品设 计与高分子的性能、成型加工工艺的密切相关性，利用成型 加工技术对材料结构与性能的调节手段，才能充分发挥材料 的功能，以较小材料和能源消耗，获得优异材料制品。
9omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c(1)根据制品的使用目的和用途。
确定应具备的性能特点、 载荷条件、环境条件、成本限制、适用标准等，这是至关重要 的一环。
对于零部件，还应考虑与其他组装件之间的内在联系及在 整个产品中的地位与影响。
同时应做好数据收集(包括高分子性 能数据、成型加工工艺的相关数据、应用数据等)，制定质量要 求(提出制品性能、分析影响主要性能的因素、使用环境、装 配、应用等)、预测需求(需求量和时间、成本水平和市场前景 等)。
(2)形状造型设计。
主要考虑制品的功能、刚度、强度和成 型工艺等，应力求做到形状对称、造型轻巧、结构紧凑。
画出 草图，了解哪些件能是必需的，哪些是可选择的；确定哪些尺 寸是规定的，哪些尺寸可变。
10omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c(3)合理选材。
在分析制品使用目的和用途对材料性能要 求与成型加工特点的基础上，选择多种候选材料，试制出样 品，经性能测试、收集用户使用意见后，通过比较分析，确 定制品最终选用的材料。
通常，选择并不是唯一的，而且每种材料各有优缺点， 选材时应做到在满足制品性能要求的前提下，“扬长避短、合 理使用”。
在选材对应考虑与成型加工工艺的相互适应性。
(4)样品的初步设计。
包括配方设计、工艺设计、结构设 计和模具设计等，涉及原材料、工艺、成本、质量等诸多因 素，务必统筹兼顾。
配方设计是根据制品的功能、用途、所处的环境和成型 加工对性能的影响，考虑到成本因素，确定高分子化合物与 添加剂的品种、规格和配比以及混合料的制备技术，配制出 符合性能要求的混合料。
11omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c工艺设计是在对多种成型工艺探讨、比较的基础广，确 定技术可行、经济合理的成型工艺条件。
结构设计及模具设计是按使用要求，利用已有的公式或 计算机软件，对制品进行受力分析和结构设计，确定产品结 构形状造型和模具设计，画出模具加工图，确定模具加工工 艺条件。
(5)样品试制。
在初步设计的基础上，对试制样品作整体 检验，通过试模，检验并分析样品的尺寸精度、粗糙度、成 型时间、成型难易程度、设计的合理性和是否存在应力集中 等，以获得多种不同方案的工艺条件和样品，供测试评价 用。
12omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c(6)性能测试、定额测算及成本核算。
由此确定技术质量 指标、测算班(台)产量及原材料、水电煤的消耗定额、成品 率，核定成本，得出理想的设计方案。
如不符合制品要求， 则返回重新调整设计方案，再试验，一直到符合要求为止。
(7)制品合格后，编制设计说明书及有关技术文件包括原 材料标准及检验方法、生产流程、工艺操作规程、制品企业 标准及检验方法、环保及三废处理、车间布置及配套设施 等。
13omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c4.2 高分子材料配方设计制品对材料性能的要求 配方设计 配方的组成 配方的表示法14omwwwwPDPDF-XCh a n g e Vi ewF-XCh a n g e Vi ewerer!O WNybutoklicCmClicktobuyN.cO Ww.d oc u -tr a c k!wo.d oc u -tr a c k.c4.2 高分子材料配方设计 一、制品对材料性能的要求 制品对性能的要求是多方面的，也是千差万别的，要满 足全部性能的材料是不存在的，也是不必要的，只能抓住主 要矛盾，用其所长，避其所短。