【正文】 寧波理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 發(fā)泡聚苯乙烯緩沖性能分析方法 姓 名 俞堅(jiān)道 學(xué) 號(hào) 3120614033 　 專業(yè)班級(jí) 12包裝工程1班 指導(dǎo)教師 盧富德 學(xué) 院 機(jī)電與能源工程學(xué)院 完成日期 2016年4月30日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 發(fā)泡聚苯乙烯緩沖性能分析方法 二、 學(xué)生姓名 俞堅(jiān)道 學(xué)號(hào) 3120614033 專業(yè)班級(jí) 12包裝（1）班 任務(wù)書發(fā)放日期 2015年10月 三、 指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的進(jìn)度安排及任務(wù)要求1． 主要任務(wù)與目標(biāo) （1）建立MATLAB/GUI界面，求解EPS最大加速度靜應(yīng)力曲線。 （2）建立EPS的緩沖本構(gòu)模型，求解易損件系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)。2． 主要內(nèi)容與基本要求 （1）在產(chǎn)品EPS襯墊模型，首先獲取所發(fā)表文獻(xiàn)中的有關(guān)EPS的數(shù)據(jù)，并匯總不同密度的曲線，構(gòu)建EPS材料庫。
（2）在易損件質(zhì)量主體EPS襯墊模型，首先得到EPS的本構(gòu)模型，然后得到EPS傳遞給產(chǎn)品質(zhì)量主體的加速度離散脈沖，另外根據(jù)三次樣條插值計(jì)算得到，脈沖激勵(lì)下對(duì)易損件系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)。 基本要求： （1）查找和翻譯與課題相關(guān)的英文文獻(xiàn)； （2）文獻(xiàn)綜述≥3000字（后附所查閱的文獻(xiàn)總數(shù)≥20篇，其中外文≥3篇）； （3）外文翻譯≥3000字； （4）開題報(bào)告≥3500字（后附文獻(xiàn)總數(shù)≥20篇，其中外文≥3篇）； （5）界面設(shè)計(jì)和相關(guān)程序； （6）畢業(yè)論文≥1萬字。3． 計(jì)劃進(jìn)度 （1）2015年10月至2016年1月：閱讀文獻(xiàn)，建立MATLAB/GUI界面，求解EPS最大加速度靜應(yīng)力曲線。 （2）2016年1月至2016年3月：建立EPS的緩沖本構(gòu)模型。 （3）2016年3月至2016年5月：撰寫論文，準(zhǔn)備答辯。4． 主要參考文獻(xiàn)[1]LiuQ, SubhashG. Aphenomenologicalconstitutivemodelforfoamsunderlarge deformation[J]. PolymerEngineeringandScience, 2004, 44(5): 463~473.[2] Liu Q, TooleBO, Behavior pattern and parametric characterization for low density crushable foams[J]. JournalofMaterialsProcessingTechnology. 2007, 191(13)：73~76.[3]SubhashG, LiuQL.Quasistaticanddynamiccrushabilityofpolymericfoamsin rigidconfinement[J].InternationalJournalofImpactEngineering, 2009, 36(1011): 1303~1311.[4]AvalleM, BelingardiG, IbbA. Mechanicalmodelsofcellularsolids: Parameters identificationfrom experimentaltests[J].InternationalJournalofImpactEngineering, 2007, 34(1): 3~27.[5]SherwoodJA, FrostCC. Constitutive modeling and simulation of energy absorbingpolyurethanefoamunderimpactloading[J].PolymerEngineeringandScience, 1992, 32(16): 1138~1146.[6]JeongKY，ChonSS，MunshiMB.Aconstitutivemodelforpolyurethanefoam with strain rate sensitivity[J]. Journal of mechanical Science and Technology, 2012, 26(7): 2033~2038.[7]ZhangJ, KikuchiN, LiV, etal. Constitutive modeling of polymeric foam material subjectedtodynamiccrashloading[J].InternationalJournalofImpactEngineering 1998, 21(5): 369~386.起訖日期： 2015年10月20日 至 2016年6月3日 指導(dǎo)教師簽名 職稱 年 月 日四、 分院審核意見負(fù)責(zé)人簽名 年 月 日寧波理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告(含文獻(xiàn)綜述、外文翻譯)題 目發(fā)泡聚苯乙烯緩沖性能分析方法 姓 名 俞堅(jiān)道 學(xué) 號(hào) 3120614033 　 專業(yè)班級(jí) 12包裝工程1班 指導(dǎo)教師 盧富德 學(xué) 院 機(jī)電與能源工程學(xué)院 完成日期 2016年3月5日 目 錄目 錄 I文獻(xiàn)綜述 11. 引言 12. 聚苯乙烯泡沫(EPS)的定義、性能 1 聚苯乙烯泡沫(EPS)的定義 1 聚苯乙烯泡沫(EPS)的性能 1 聚苯乙烯泡沫的化學(xué)性能 2 聚苯乙烯泡沫的物理性能 23. 聚苯乙烯泡沫(EPS)的發(fā)展和應(yīng)用 3 聚苯乙烯泡沫(EPS)的發(fā)展 3 聚苯乙烯泡沫(EPS)的應(yīng)用 3 聚苯乙烯泡沫（EPS）的具體應(yīng)用 3 苯乙烯泡沫（EPS）產(chǎn)品廢棄物的具體應(yīng)用 44. 聚苯乙烯泡沫(EPS)的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 4 聚苯乙烯泡沫(EPS)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀 4 聚苯乙烯泡沫(EPS)的國外研究現(xiàn)狀 65. 總結(jié) 7參考文獻(xiàn) 8開題報(bào)告 101. 研究意義 102. 研究背景 103. 主要研究工作 14 研究?jī)?nèi)容 14 研究重點(diǎn)與難點(diǎn) 14 編輯求解EPS緩沖曲線程序 14 編輯求解EPS單自由度緩沖作用下襯墊設(shè)計(jì) 14 編輯求解EPS二自由度緩沖作用下易損件的加速度響應(yīng)程序 154. 研究方法與實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃 15參考文獻(xiàn) 16外文翻譯和原稿 18II文獻(xiàn)綜述發(fā)泡聚苯乙烯緩沖性能分析方法1. 引言聚苯乙烯泡沫是一種輕型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯樹脂加入發(fā)泡劑，同時(shí)加熱進(jìn)行軟化，產(chǎn)生氣體，形成一種硬質(zhì)閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料。EPS泡沫是一種熱塑性材料，白色珠狀顆粒，每立方米體積內(nèi)含有300600萬個(gè)獨(dú)立密閉氣泡，內(nèi)含空氣的體積為98%以上,，由于空氣的熱傳導(dǎo)性很小，且又被封閉于泡沫塑料中而不能對(duì)流，所以EPS是一種隔熱保溫性能非常優(yōu)良的材料。這種均勻封閉的空腔結(jié)構(gòu)，同時(shí)也使EPS泡沫具有吸水性小，質(zhì)量輕及較高的機(jī)械強(qiáng)度等特點(diǎn)。EPS是當(dāng)前最輕的包裝材料，在冰箱、冷柜、冷藏庫等方面廣為應(yīng)用，土木建筑中也用它來作保溫隔熱材料。2. 聚苯乙烯泡沫(EPS)的定義、性能 聚苯乙烯泡沫(EPS)的定義聚苯乙烯(英文polystyrene，簡(jiǎn)稱PS)是由含有不飽和鍵的苯乙烯(英文styrene)單體在引發(fā)劑(或催化劑)存在下進(jìn)行聚合反應(yīng)生成。化學(xué)反應(yīng)方程式如下: 聚苯乙烯泡沫(英文Expanded polystyrene，簡(jiǎn)稱EPS)是由聚苯乙烯(PS)經(jīng)加熱發(fā)泡后形成的具有微細(xì)閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料[1] 。 聚苯乙烯泡沫(EPS)的性能EPS由聚苯乙烯顆粒發(fā)泡而成，根據(jù)發(fā)泡的方式分為:模型中發(fā)泡和擠出法發(fā)泡，在EPS成型過程中，聚苯乙烯顆粒中的戊烷受熱汽化，在顆粒中膨脹形成許多封閉的空腔，正是這種均勻的封閉空腔結(jié)構(gòu)決定了EPS具有許多材料所沒有的特性。 聚苯乙烯泡沫的化學(xué)性能EPS的化學(xué)特性從其本質(zhì)上說與聚苯乙烯樹脂相同，對(duì)于一般的酸、堿、動(dòng)植物油、鹽類等有較好的抗化學(xué)性，而對(duì)于芳香族碳化氫、鹵族碳化氫、酮類等礦油系藥品具有易溶解的性質(zhì)。因此，要注意防止與這些物質(zhì)接觸。另外，EPS具有耐久性，在自然環(huán)境下具有耐霉變、不受白蟻的影響 [2] 。 聚苯乙烯泡沫的物理性能（1）密度。EPS的密度由成型階段聚苯乙烯顆粒的膨脹倍數(shù)決定，一般介于10～45kg/m3之間，作為工程中使用的EPS其表觀密度一般在15～30kg/m3。密度是EPS的一個(gè)重要指標(biāo)，其各項(xiàng)力學(xué)性能幾乎與它的密度成正比關(guān)系 [3] 。（2）保溫隔熱性能。EPS具有良好的保溫性能是因?yàn)樗赏耆忾]的多面體形蜂窩構(gòu)成，～。EPS由約98%的空氣和2%的聚苯乙烯組成。截留在蜂窩內(nèi)的空氣是一種熱的不良導(dǎo)體，因而對(duì)EPS的熱絕緣（保溫）性能起決定性的作用。與含有其他氣體的泡沫塑料不同，空氣長(zhǎng)期留在蜂窩內(nèi)，所以保溫效果穩(wěn)定不變。（3）力學(xué)性能。EPS泡沫塑料的變形量是隨負(fù)載時(shí)間的增大而加大。只有在生產(chǎn)兩天后才能達(dá)到它的承載能力。剛剛出模的制件對(duì)壓力很敏感，因?yàn)榕菘字姓羝蜌埩舭l(fā)泡劑的冷凝會(huì)導(dǎo)致部分真空，這要等到泡孔吸入空氣后才能達(dá)到壓力平衡。EPS泡沫塑料屬于硬性泡沫塑料類。在荷載情況下，它呈現(xiàn)粘彈性，這是一種脆硬性材料所具有的特性。彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都與EPS泡沫塑料的表觀密度成正比。（4）吸水性能。與其他許多泡沫塑料不一樣，EPS泡沫塑料是不吸濕的，即使將它浸沒在水中，也僅僅吸很少量的水，由于蜂窩壁是不透水的，水僅能從熔融的蜂窩之間微小通道透入泡沫塑料，不言而喻，吸收的水量（透入的水量）取決于EPS泡沫塑料原材料在加工時(shí)的性能和加工條件（特別在發(fā)泡時(shí)）。隨著EPS泡沫制件密度的提高，水的吸收和水蒸汽的透過率下降，水蒸汽的擴(kuò)散阻力系數(shù)上升。（5）導(dǎo)電性能。由于EPS泡沫塑料具有較低的導(dǎo)電性能，因此它易產(chǎn)生自身帶電現(xiàn)象，特別是其生產(chǎn)過程中難免要遇到不同程度的摩擦。這樣，帶靜電的珠粒會(huì)吸附在管道中，造成管道的堵塞；而制成的包裝產(chǎn)品帶上靜電，既容易吸塵，又會(huì)對(duì)某些電器產(chǎn)品造成影響。為此，完全有必要對(duì)一些EPS包裝增添防靜電保護(hù)劑，即增加EPS泡沫塑料自身的導(dǎo)電性能。3. 聚苯乙烯泡沫(EPS)的發(fā)展和應(yīng)用 聚苯乙烯泡沫(EPS)的發(fā)展自上世紀(jì)50年代由德國BASF公司開發(fā)EPS珠粒生產(chǎn)工藝后，EPS泡沫塑料由于成型工藝簡(jiǎn)單及設(shè)備簡(jiǎn)易可行，并可制成各種形狀、不同密度的產(chǎn)品，因而發(fā)展迅速?，F(xiàn)在EPS已成為苯乙烯樹脂三大產(chǎn)品(GPPS、HIPS、EPS)中重要的產(chǎn)品之一。我國EPS工業(yè)從1958年自行研制的懸浮聚苯乙烯塑料上市至21世紀(jì)的今天，EPS得到空前的發(fā)展，著名的廠家有龍王、興達(dá)、臺(tái)達(dá)等 [4] 。 聚苯乙烯泡沫(EPS)的應(yīng)用EPS泡沫塑料為輕質(zhì)半硬性多孔材料，它由無數(shù)閉孔組成，含97%以上的空氣，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、沖擊強(qiáng)度高、吸水性小、隔音和耐老化等特點(diǎn)。改性后具有抗靜電、阻燃等性能，可廣泛應(yīng)用于緩沖包裝、漂浮器具、保溫隔熱和建筑材料等。 聚苯乙烯泡沫（EPS）的具體應(yīng)用 (1)房屋建筑、冷熱管道、汽車、機(jī)車、船舶、冷藏庫、電器、軍用兵器、炮彈等的外包裝，以達(dá)到保溫、隔熱、隔音、防震的目的。 (2)用于救生設(shè)備、浮標(biāo)以及海上圍油欄以減少油船卸油時(shí)對(duì)水域的污染，是優(yōu)良的漂浮材料。 (3)代替鑄造機(jī)械部件中木模，用于實(shí)型鑄造和精密鑄造。(4)與其他多種材料進(jìn)行復(fù)合，制成建筑物中內(nèi)外墻體材料，代替紅磚使用。 (5)用于美術(shù)藝術(shù)雕刻造型，舞臺(tái)布景，電影、電視道具，制作動(dòng)物標(biāo)本及工藝美術(shù)品的內(nèi)襯等。(6)由于其微波穿透損耗率極低，可用作雷達(dá)和微波通訊部件。(7)其泡沫珠粒還是一種新型的過濾材料，可用于種子發(fā)芽和水面育秧等。 苯乙烯泡沫（EPS）產(chǎn)品廢棄物的具體應(yīng)用(1)搗碎后作土壤改良劑，用于改進(jìn)粘性太大的土壤。還可與粘土混在一起用作制磚或直接與水泥等混合，澆成輕質(zhì)水泥地面、屋頂或預(yù)制板。這種材料具有阻燃性并能防霜。(2)用作路基底層修筑路面，能使修建在承載能力很差的土壤上的道路具有優(yōu)良的性能。(3)常溫下裂解制成PS樹脂，可替代傳統(tǒng)的醇酸漆、酚醛漆等產(chǎn)品。(4)用解溶劑型解質(zhì)法消泡工藝進(jìn)行消泡回收處理，消泡后的物料運(yùn)往有關(guān)塑料制品廠和粘合劑廠使用，效果良好。(5)利用固體廢