塑膠工程
正文
研究塑膠加工中所進行的物理過程及化學過程的共同規律，以及實現這些過程的各項措施的工程專業。它以高分子化學、高分子物理和化學工程的理論為基礎，套用各種先進的實驗技術和計算方法，探明塑膠或合成樹脂結構因素和外界因素對塑膠加工過程與設備的影響，以解決塑膠加工工藝、塑膠製品設計、塑膠機械設計與操作的理論和方法問題。塑膠加工工業迅猛發展，生產規模不斷擴大，加工設備日益大型化、高效化和自動化，因而產生運用工程理論解決生產與套用問題的要求。同時，高分子流變學和化工單元操作的理論與實踐已有較好的基礎，數學模型方法和計算機的套用，為理論研究提供了先進的方法和手段。1958年，美國E.C.伯恩哈特在其主編的《熱塑性塑膠加工》一書中，首次提出塑膠工程的概念及其主要內容，呼籲進一步開展塑膠加工原理的研究。1960年，聯邦德國H.R.雅可比著有《擠塑技術原理》，闡述熔體擠塑機的理論，是第一部詳述非牛頓流體的擠塑理論專著。1970年，美國Z.塔德莫爾和I.克萊因合著《塑化擠塑工程原理》，總結塑化擠塑原理的研究成果，從而進一步推動了塑膠擠塑工藝和設備的大發展。依靠這些理論模型，設計出許多套用於工業生產的擠塑機螺桿和模頭，同時也使擠塑工藝條件得到最佳化。在注塑過程方面，通過模型化的研究，開發出模具設計和製品設計的軟體，大大節省設計時間和費用，提高注塑模具設計精度和注塑製件質量,是塑膠注塑技術中的一大進展。1974年,蘇聯B.B.拉普申著有《熱塑性塑膠注塑原理》，依據高分子物理化學的現代概念，總結了注塑工藝研究成果。
塑膠工程研究的主要領域為:①塑膠配混:通過化學變化或加入塑膠添加劑,改善或賦予塑膠某種性能,以適應特定的用途和加工要求。②塑膠加工：設計並運用各種加工工藝和設備，使塑膠轉變為有實際套用價值的產品。③塑膠產品設計:根據塑膠性能和產品使用要求,進行各種塑膠產品的選材和結構設計。④塑膠加工工業的其他工程問題，如質量控制、測試技術、套用開發、成本分析、市場調研以及標準化等問題。
塑膠工程研究的對象很複雜。在塑膠加工過程中既有物理變化，又有化學變化，兩者常同時發生，互相影響；物系也較複雜，既有固體，又有熔體，常常多相併存，而且，熔體流動行為變化多端，如牛頓型和非牛頓型，等溫狀態和非等溫狀態，高粘度和低粘度等等；設備結構及幾何形狀多種多樣；塑膠中組分的形態和含量差別，以及外界條件不穩定等，致使流動邊界也較複雜而難以描述。因此，塑膠工程的分析研究，常不得不藉助於實踐經驗和試誤法。較多採用的是相似論和因次分析的方法。60年代以來，數學模型方法在塑膠工程研究中得到套用，配合實驗工作，使塑膠工程研究方法得以革新和完善。
塑膠工程的理論研究日趨深化和完善，但塑膠加工過程中多相體系和非牛頓型流體的傳遞規律的理論尚有待深化。結合塑膠性能測定，進一步對合成樹脂結構與性能的定量關係研究，特別是塑膠加工和使用過程中的結構與性能變化規律的研究等等，都需要繼續開展。
參考書目
E.C.Bernhardt, Processing of Thermoplastic Materials, Reinhold Publishing Corporation, New York,1959.
R.J.Crawford,Plastics Engineering, 2nd Edition,Pergamon Press,Oxford,1987.
