Kursen ger en överblick av de polymera bearbetningsmetoderna som används inom industrin för att bearbeta termoplaster, härdplaster och gummiartade material, samt beskriva hur dessa kan formas till produkter i relation till dess molekylära strukturer. De olika polymerkategorierna beskrivs i en omfattning som reflekterar dess förekommande inom industrin. Smältomvandling av termoplaster förklaras i termer av fysikaliska parametrar som kan relateras till bearbetningsparametrar, vilka inkluderar; smältning, reologi och viskositet, förutsättningar för molekylorientering samt kristalltillväxt, och betydelsen av efterbearbetning. De industriella metoderna extrudering, formsprutning, varmformning, filmblåsning, samt kalendrering beskrivs mer utförligt. Teknikerna presenteras även i form av laborationer, i vilka extrudering och formsprutning ingår. Härdplaster presenteras som kategori tvärbundna polymermaterial och beskrivs med fokus mot dess funktion som matrismaterial för att tillverka fiberförstärkta polymerkompositer. Fiberkompositlaminat presenteras och olika impregneringsmetoder diskuteras (för epoxy, vinylester och polyestermatriser), samt relevansen av hög och lågtemperaturhärdning. En introduktion till de vanligaste metoderna att industriellt förbättra kompositernas fibergränsyta mot härdplastmatrisen beskrivs, för förbättrade mekaniska kompositegenskaper. Tvärbundna elastomerer (gummimaterial) presenteras och de mest förekommande beskrivs i detalj, vilket följs av laboration där studenterna introduceras till vulkanisering av naturgummi. En del av kursen utgörs av ett projekt där studenten avses undersöka hur en känd produkt tillverkats, samt identifiera dess beståndskomponenter, och i grupp eller individuellt komma med förslag på förändringar under en presentation. Målet är att studenten kritiskt ska kunna analysera och motivera det bästa valet av material som relaterat till kravspecifika egenskaper samt produktionskostnad, med möjliga förbättringar. Det övergripande målet med kursen är att studenten uppnår en baskunskap som utgör en grund för ingenjörsplaster som termoplaster, härdplaster och gummimaterial används inom polymermaterialbearbetningsindustrin. Varje föreläsning inleds med 8-12 mer specifika lärandemål för att förenkla repetition av det förelästa kursinnehållet.
KF2505 Polymera materials bearbetning 7,5 hp
Kursen ger en översikt över bearbetningsvägarna för termoplaster, härdplaster och gummin och beskriver hur dessa kan omvandlas till produkter med hänsyn till polymerernas makromolekylära strukturer. Kategorierna beskrivs i omfattning som representerar deras bearbetningsförekomst i samhället.
Smältbearbetning av plast beskrivs i termer av mekaniska och fysiska beteenden relaterade till bearbetningsparametrar, inklusive; smältning, reologi och viskositet, molekylär orientering, kristallbildning/tillväxt och kristallisationsrelevans. De industriella teknikerna extrudering, formsprutning, varmformning, filmblåsning och kalandrering diskuteras i detalj. De mekaniska egenskaperna granskas i termer av viskoelasticitet, plasticitet, deformationshastigheter och effekter av temperaturer (en konsekvens av bearbetning). Teknikerna visas i laboratorieövningar, inklusive extrudering och formsprutning av några av de vanligaste termoplasterna.
Värmehärdande polymerer introduceras som en polymerkategori med tvärbundna polymerkedjor och beskrivs som ett matrismaterial för fiberförstärkta polymerstrukturer. Laminat och olika impregneringstekniker med härdplaster (epoxi, polyestrar och vinylestrar) granskas. En introduktion till de vanligaste industriella metoderna för att förbättra kompositfiber/fyllmedelsgränssnitt ges, t.ex. för förbättrade mekaniska egenskaper.
Elastomerer (gummi) presenteras och huvudtyperna diskuteras i detalj, följt av en laboration som introducerar eleverna för naturgummivulkanisering.
En del av kursen består av projekt. Det handlar om valet av polymermaterial där eleverna analyserar dess ingående material som relaterade till dess tillämpade processmiljö. Syftet är att undersöka bearbetningen av materialen relaterad till materialspecifika krav (och produktionskostnader), och att diskutera möjliga förbättringar eller nackdelar.
Välj termin och kursomgång
Välj termin och kursomgång för att se aktuell information och mer om kursen, såsom kursplan, studieperiod och anmälningsinformation.
Kursval
Gäller för kursomgång
HT 2024 Start 2024-08-26 programstuderande
Anmälningskod
51246
Innehåll och lärandemål
Kursinnehåll
Lärandemål
Efter avslutad kurs ska studenten kunna:
- Kunna beskriva olika bearbetningsstrategier för polymerer med olika egenskaper, som relaterat till möjligheterna att använda dem i kontinuerlig eller intermittent polymerbearbetning.
- Relatera bearbetningsförhållanden till specifika bearbetningsutrustningar, ektrudrar, formsprutor, kalendreringsenheter, etc. som används för att framställa polymera produkter i vårt samhälle.
- Kunna utföra enkel bearbetning av härdplaster, termoplaster och elastomerer i ett bearbetningslaboratorium.
- Kunna utnyttja polymerkristaller i termoplaster och beskriva i vilken utsträckning kristallisering kan användas för att förbättra egenskaperna hos polymera material.
Kurslitteratur och förberedelser
Särskild behörighet
Avklarat examensarbete 15hp, 50hp kemi/kemiteknik, 20hp inom matematik, numerisk analys och/eller datateknik. Engelska 6/B.
Rekommenderade förkunskaper
Utrustning
Kurslitteratur
Utdelat material
D.H. Morton - Jones: Polymer processing; Chapman and Hall, 1989: ISBN: 0 412 26 690/700 finns på Kårbokhandeln eller från Amazon.com
Examination och slutförande
När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.
Betygsskala
Examination
- LABA - Laborationskurs, 1,5 hp, betygsskala: P, F
- PROA - Projekt, 1,5 hp, betygsskala: P, F
- TEN1 - Skriftlig tentamen, 4,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.
Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.
Övriga krav för slutbetyg
Tillfällen med obligatorisk närvaro specificeras i kurs-PM.
Möjlighet till komplettering
Möjlighet till plussning
Examinator
Etiskt förhållningssätt
- Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
- Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
- Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.