熔体纺丝工艺与质量控制 熔纺成形的基本步骤和规律 教案：熔体纺丝过程.docVIP

教案首页 本次课标题：熔纺成形的基本步骤和规律 授课日期 授课班级 上课地点 课时分配 MOOC在线视频学习20min + 面对面翻转课堂教学45min 教 学 目 标 能力目标 知识目标 理解熔纺成型的规律； 会熔纺次级参数的计算 纤维成形的基本步骤 纤维成型过程中成纤聚合物的变化 纺丝过程的基本规律 熔纺过程参数 学习者特征分析 学生对流体力学不够熟悉，对纺丝过程的基本规律假设不够理解 教 学 任 务 教学任务：1.掌握纤维成形的基本步骤以及成纤聚合物的变化；2.理解纺丝过程的基本规律 3.掌握熔纺次级参数的计算公式 载体：丙纶 重 点 难 点 1. 纺丝过程的基本规律； 2. 熔纺过程参数 作业或 考核 次级参数的计算 参 考 资 料 《合成纤维生产工艺学》（第二版）.董纪震，赵耀明，陈雪英等编.1996，中国纺织出版社. 《纤维纺丝工艺与质量控制》.辛长征主编.2009，中国纺织出版社. 《化学纤维概论》第二版.肖长发，尹翠玉，张华等编.2005，中国纺织出版社 《涤纶短纤维纺丝工》.中国石油化工集团公司人事部等编.2008，中国石化出版社. 翻转课堂教学设计 序号 步 骤 教学内容 教师活动 （方法与手段） 学生活动 时间 分配 评价标准与方法 ——课前：MOOC平台在线学习环节 1 导学 入门资料 在线辅导 登录课程主页学习 5min 2 视频 熔纺成形的基本步骤和规律 主讲 看视频 10min 3 测试 单项选择 在线答疑 做题 5min 10分制 ——课中：面对面翻转课堂教与学环节 1 总结 课前学习状况 主讲 理解 5min 2 讨论 纤维成型过程中成纤聚合物的变化和规律 辅导 讲解 30min 3 提升 次级参数计算 主讲 理解 10min ——课后：反思总结及拓展提升教与学环节 1 反思 纺丝过程中遵循的规律 指导 理解 2 拓展 查找丙纶纺丝过程的初级参数 在线辅导 查阅资料 教学内容 一、熔纺成形的基本步骤和规律 （一）纤维成形的基本步骤 (1)纺丝流体在喷丝孔中的剪切流动 (2)纺丝流体从喷丝孔中的剪切流动向纺丝线上的拉伸流动的转化 (3)流体丝条的单轴拉伸流动 (4)纤维的固化 （二）纤维成型过程中成纤聚合物的变化 (1)几何形态变化 (do dx) 喷丝板孔径0.1-0.4mm，卷绕丝直径20-30μm (2)物理形态变化 ①宏观状态参数 T-X (温度场) V-X (速度场) P-X (应力场) Ci-X (浓度场) ②微观状态参数：取向度；结晶度；网络结构 (3)化学结构变化 （三）纺丝过程的基本规律 （1）在纺丝线的任何一点上，聚合物的流动是稳态和连续的 （2）纺丝线上的主要成形区域内，占支配地位的形变是单轴拉伸（径向、轴向速度梯度） （3）纺丝过程是一个状态参数连续变化的非平衡态动力学过程，同 一时间不同位置ν、T 、Ci 、P 等连续变化 （4）纺丝动力学包括几个同时进行并相互联系的单元过程: 动能传递、传热、传质、结构参数变化等 熔纺过程参数 1.独立（初级）参数 成纤聚合物的种类；挤出温度T0；喷丝孔直径d0、长度L0 、孔数n；质量流量W；纺丝线长度L；卷绕速度vL；冷却条件 2.次级参数（连续性方程） 平均挤出速度v0=4W/（3.14nρd02）；单根卷绕丝直径dL=4W/（3.14nρL vL ）1/2； 卷绕丝纤度Ttex=1000W/ vL ；喷丝头拉伸比S= vL /v0 3.结果参数（流变学、流体力学、热平衡） 卷绕张力；张应力；固化点的丝温；结构参数