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《材料助剂及配方分析》教学大纲

课程编号：A0535002 

课程名称：材料助剂及配方设计 Material additives and formulation design

课程性质：选修课

课程类别：专业选修

学分： 2 学时：32 （其中课内实验学时：0 ） 

一、目的与任务

本课程在《高分子物理》、《高分子化学》等课程基础上，进一步讨论了高分子材料加工助剂的概况、合成、作用机理及其应用。全书共分为绪论、增塑剂、抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、抗静电剂、硫化剂与硫化助剂和其他助剂等内容。教学时力求紧扣工程应用型人才培养的目标和工程实际，贯彻“少推导、重应用”的原则，从应用型本科生学习的实际出发，循序渐进，逐步提高；重视理论与工程实际的结合，突出应用性较强的内容。其任务是使学生在塑料橡胶配方设计中正确使用各种添加剂，在成型加工过程中学会塑料材料的改性和加工工艺的优化，培养学生的综合能力，为以后从事塑料产品的开发和生产管理工作打下基础。 

二、教学内容及学时分配

第一章 概述 （学时： 2 ）

简介：本章主要介绍塑料配方设计的基本概念、 塑料配方设计的目的及设计原理，以及配方的表示方法、常见助剂的种类及功能。

重点：配方设计的原理、常见助剂的种类难点：配方设计的原理、正交表的设计  具体内容：

1.1 塑料配方及其设计目的

1.2 塑料助剂的种类

1.3 塑料配方设计原理

1.4 塑料配方的计量方法

1.5 塑料配方设计方法

第二章 热稳定剂及其在塑料配方中的应用 （学时： 4 ）

简介：本章主要介绍了聚氯乙烯的热降解机理（自由基机理、离子机理），影响聚氯乙烯降解的因素；热稳定剂的作用机理；热稳定剂的种类（铅稳定剂、金属皂类、有机锡稳定剂、液体混合稳定剂、有机主稳定剂、环氧化合物、亚磷酸酯、多元醇）；热稳定剂的性能（耐热性、耐候性、加工性、压析性、相容性、透明性、电绝缘性、卫生性、对力学性能的影响）；热稳定剂的发展方向。

重点：聚氯乙烯的热降解机理；热稳定剂的作用机理；热稳定剂的种类和性能。难点：热稳定剂的作用机理；热稳定剂的种类和性能。

具体内容：

2.1 PVC 的降解过程及热稳定剂的机理

2.2 各类热稳定剂的性能、特点及应用

2.3 热稳定剂的复合体系及其配方设计应用

第三章 增塑剂及其在塑料配方中的应用 （学时： 4）

简介：本章主要介绍了增塑剂的定义、种类、性能，典型产品与基本性能；增塑机理，影响增塑作用的主要因素；增塑剂的应用于选用原则。

重点：增塑剂的种类、典型产品与基本性能；增塑剂的应用于选用原则。难点：增塑剂的种类、典型产品与基本性能。

具体内容：

3.1 增塑剂的作用机理及分类

3.2 增塑剂的结构与主要性能

3.3 常用增塑剂品种与应用

3.4 增塑剂的选用

第四章 润滑剂及其在塑料配方中的应用 （学时： 2）

简介：本章主要介绍了润滑剂的作用及主要种类，润滑剂性能的测试及评价方法原理，润滑剂的主要应用。

重点：润滑剂的作用及主要种类，润滑剂的性能及测试方法难点：润滑剂的作用机理及性能测试方法

具体内容：

4.1 润滑剂概述及作用机理

4.2 润滑剂的分类及品种

4.3 润滑剂性能的评价和测试

4.4 润滑剂的应用

第五章 塑料耐环境性能的助剂及其在塑料配方中的应用 （学时： 4）

简介：本章主要介绍了聚合物的氧化机理和抗氧化机理，自动氧化反应一般认为是自由基机理。抗氧剂的种类（胺类抗氧剂、酚类抗氧剂）和基本性能。抗氧剂的选用原则及应用机制， 对抗氧剂基本性质的要求（溶解性、相容性和迁移性，挥发性，热稳定性，水解稳定性，颜色稳定性，物料状态及其他）。抗氧剂市场现状及发展趋势。紫外线对聚合物的老化作用（天候老化因素、紫外线辐射、聚合物的光降解）；光氧化降解机理（自由基机理）；光稳定剂作用机理；光稳定剂的选择及应用。光稳定剂的种类（光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂），性质及实际应用。光稳定剂市场现状及发展趋势。

重点：聚合物的氧化机理和抗氧化机理；抗氧剂的种类、基本性能；抗氧剂的选用原则及应用。光氧化降解机理；光稳定剂作用机理；光稳定剂的选择及应用；光稳定剂的种类、性质及实际应用。

难点：聚合物的氧化机理和抗氧化机理；抗氧剂的种类、基本性能；抗氧剂的选用原则及应用。光氧化降解机理；光稳定剂作用机理。

具体内容：

5.1  概述

5.2 抗氧剂

5.3 光稳定剂

5.4 塑料防老化配方设计原则

5.5 塑料抗老化配方设计实例

5.6 塑料老化性能评价方法

第六章 塑料填充改性（学时： 2）

简介：本章主要介绍了塑料填充改性的基本概念，塑料填充改性的主要作用及常见填充剂的种类，填充改性配方设计的原理及具体应用实例设计与分析。

重点：填充剂的主要作用及种类，填充改性配方的设计

难点：填充改性配方设计

具体内容：

6.1 塑料填充改性基本概念

6.2  塑料填料的性能特征

6.3 填充剂的种类

6.4 填充塑料配方设计

6.5 各类树脂的填充改性实例

第七章 塑料增强材料 （学时： 4）

简介：本章主要介绍了塑料增强改性的基本概念，改性纤维的种类及应用，增强改性配方的设计与分析。

重点：增强改性纤维的种类及作用，增强改性配方的设计。

难点：增强改性配方的设计。

具体内容：

7.1 塑料增强改性的基本概念

7.2 增强纤维填料的分类与应用

7.3 塑料增强配方设计实例

第八章 增韧剂及其在塑料配方中的应用 （学时： 2）

简介：本章主要介绍了弹性体增韧机理及常用增韧剂种类，弹性体增韧改性的配方设计原则，刚性增韧改性配方设计的原理及各类塑料增韧配方分析。

重点：弹性体增韧改性的配方设计原理，改性增韧改性配方的设计原理，增韧改性配方的设计与分析。

难点：增韧改性配方的设计与分析。

具体内容：

8.1 弹性体增韧机理及增韧剂种类

8.2 弹性体增韧剂的品种

8.3 塑料弹性体增韧配方设计

8.4 塑料刚性材料增韧配方设计

8.5 各类塑料增韧配方设计举例

第九章 界面改善剂及其在塑料配方中的应用 （学时： 2）

简介：本章主要介绍了偶联剂及相容剂在塑料配方设计中的作用及应用原理，主要特性，并对常见的表面改性技术进行了介绍

重点：偶联剂及相容剂的应用

难点：偶联剂和相容剂的作用原理

具体内容：

9.1 偶联剂

9.2 相容剂

9.3 其他表面处理技术

第十章 塑料阻燃剂及其在塑料配方中的应用 （学时： 2）

简介：本章主要介绍了聚合物的燃烧过程和阻燃剂的作用机理；阻燃剂的种类（添加型阻燃剂、反应型阻燃剂）、性质及应用。阻燃剂在塑料中的应用及实例（PVC、聚烯烃、聚苯乙烯类等树脂）；阻燃剂的发展现状和开发动向（微胶囊化技术、超细化技术、表面改性技术、复配协同技术、大分子技术）。

重点：聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理；阻燃剂的种类、性质及应用；阻燃剂在塑料中的应用。

难点：聚合物的燃烧和阻燃剂的作用机理；阻燃剂的种类、性质及应用。

具体内容：

10.1 塑料阻燃的重要性及评价方法

10.2 塑料燃烧过程与阻燃消烟机理

10.3 塑料阻燃剂的分类及品种

10.4 阻燃配方设计原则

10.5 各种塑料阻燃配方设计

第十一章 塑料交联、接枝改性配方设计 （学时： 2）

简介：本章主要介绍了塑料常用化学改性的两大方法：交联及接枝改性配方的设计。重点：交联和接枝改性的作用及原理。

难点：交联和接枝改性的作用及原理。

具体内容：

11.1 塑料交联配方设计

11.2 塑料接枝配方设计

第十二章 塑料电性能配方设计 （学时： 2 ）

简介：本章主要介绍了抗静电剂的主要种类（阴离子型抗静电剂、阳离子型抗静电剂、两性离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂）与性能。内部、外部抗静电剂的作用机理；抗静电剂在塑料中的应用。抗静电剂的分子结构。抗静电剂的研究发展方向。

重点：抗静电剂的主要种类与性能；内部、外部抗静电剂的作用机理；抗静电剂在塑料中的应用。

难点：抗静电剂的主要种类与性能；内部、外部抗静电剂的作用机理。

具体内容：

12.1 塑料用抗静电剂概述

12.2 塑料用抗静电剂的种类及配方设计

12.3 塑料导电添加剂及配方设计

三、考核与成绩评定

考核性质：考试

考试方法：闭卷

成绩评定：按《北京理工大学珠海学院考试工作管理规定》的要求，期末总评成绩包括 40%

的平时成绩+60%的期末考试成绩。其中平时成绩包括作业、考勤、讨论、课堂表现等。

四、大纲说明

先修课程： 材料科学与工程基础、高分子物理、高分子化学

适用专业： 材料科学与工程、应用化学、食品等专业

适用对象： 大三 

五、教科书、参考书

左建东等主编，塑料助剂与配方设计，化学工业出版社，2019 年 3 月

方林海等编，高分子材料合成与加工用助剂，化学工业出版社，2015 年 6 月[3]

李玉龙主编，高分子材料助剂，化学工业出版社，2008