ДПП.Ф.11 Химия высокомолекулярных соединений (новое

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ХИМИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Специальность — 050101.65 «Химия с дополнительной специальностью
050102.65 Биология»
Форма подготовки (очная)
кафедра естественнонаучного образования
курс 5 семестр 9
лекции 16 (час.)
практические занятия - (час.)
семинарские занятия - (час.)
лабораторные работы 20 (час.)
консультации 9 семестр
всего часов аудиторной нагрузки 36 (час.)
самостоятельная работа 36 (час.)
реферативные работы 0
контрольные работы 2
зачет _-_ семестр
экзамен 9 семестр
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями
государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования
(номер государственной регистрации № 696 пед/сп (новый) от «31» января 2005 г.).
Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры естественнонаучного
образования протокол № 1 «14» сентября
2011 г.
И.о. заведующего кафедрой: Литвинова Е.А.
2011 г.
Составитель (ли): к.б.н., доцент Жукова Н.И., ассистент Цой Е.А.
Содержание
1. Аннотация…………….……………………………………………….……..…3
2. Выписка из ГОС ВПО………….………………………………………………4
3. Рабочая учебная программа дисциплины (РУПД)………….…………......…6
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины……………….……….….24
2
1. Аннотация
Химия высокомолекулярных соединений изучается в 9 семестре.
Такое расположение дисциплины определяется, тем, что студенты уже
получили фундаментальные знания по основным разделам химической
науке: общей и неорганической химии, физической химии, органической,
аналитической биоорганической химии.
Химия высокомолекулярных соединений является обязательной
дисциплиной согласно ГОС ВПО ДПП.Ф.10 для специальности 050101
химия (04.21 – 023)
Цель курса: ознакомить студентов с уникальными свойствами
полимеров, которые широко применяются для решения задач энергетики,
биологии, медицины и экологии.
Задачи курса:
-рассмотреть основные термины химии полимеров;
-изучить вопросы синтеза полимеров;
-исследовать химические свойства полимерных соединений.
Некоторые общие вопросы химии высокомолекулярных соединений
изменяются в курсах общей и органической химии. Для более подробного
ознакомления с полимерами, успешно конкурирующими с традиционными
материалами и во многом значительно превосходящих их, курс химии
высокомолекулярных соединений вносится как обязательная учебная
дисциплина.
Курс состоит из 2 – х видов работ:
1)В теоретической части рассматриваются научные основы получения
полимеров, их структура, зависимость структуры от методов получения,
физико – химические свойства в связи с их структурой, химической
природой и физическими состояниями.
2)Выполнение определенного числа синтезов высокомолекулярных
соединений.
Полученные теоретические знания закрепляются при выполнении
синтеза определенных ВМС.
Многие предложенные к выполнению синтезы ВМС можно включить в
учебный процесс по химии полимеров в школьную программу.
В программу включены материалы, используемые студентами при
самостоятельной работе.
3
2. Выписка из ГОС ВПО
Полимеры, их разнообразие и химические особенности. Важнейшие
представители природных и синтетических высокомолекулярных веществ.
Макромолекулы и их поведение в растворах. Полимерные тела. Структурные
характеристики, химические свойства и химические превращения полимеров.
Синтез полимерных материалов и аспекты их практического использования.
4
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ХИМИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Специальность — 050101.65 «Химия с дополнительной специальностью
050102.65 Биология»
Форма подготовки (очная)
кафедра естественнонаучного образования
курс 5 семестр 9
лекции 16 (час.)
практические занятия - (час.)
семинарские занятия - (час.)
лабораторные работы 20 (час.)
консультации 9 семестр
всего часов аудиторной нагрузки 36 (час.)
самостоятельная работа 36 (час.)
реферативные работы 0
контрольные работы 2
зачет _-_ семестр
экзамен 9 семестр
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования (номер
государственной регистрации № 696 пед/сп (новый) от «31» января 2005 г.).
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры естественнонаучного образования
протокол № 1 «14»
сентября
2011 г.
И.о. заведующего кафедрой: Литвинова Е.А.
2011 г.
Составитель (ли): к.б.н., доцент Жукова Н.И., ассистент Цой Е.А.
5
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
И.о. заведующего кафедрой _______________________ _________________
(подпись)
(И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
И.о. заведующего кафедрой _______________________ _________________
(подпись)
(И.О. Фамилия)
6
Содержание
3.1 Пояснительная записка……………………………..........................8
3.2 Тематический план………………………………………………….9
3.3 Содержание учебного материала…………………………............12
3.4 Требования к знаниям и умениям студентов………………….....16
3.5 Формы контроля………………………………………………...….17
а) текущий контроль……………………………..…….………………16
б) итоговый контроль………………………………….………………21
3.6 Список литературы…………………………………….…...……...23
7
3.1.Пояснительная записка
Химия высокомолекулярных соединений изучается в 9 семестре.
Такое расположение дисциплины определяется, тем, что студенты уже
получили фундаментальные знания по основным разделам химической
науке: общей и неорганической химии, физической химии, органической,
аналитической биоорганической химии.
Химия высокомолекулярных соединений является обязательной
дисциплиной согласно ГОС ВПО ДПП.Ф.10 для специальности 050101
химия (04.21 – 023)
Цель курса: ознакомить студентов с уникальными свойствами
полимеров, которые широко применяются для решения задач энергетики,
биологии, медицины и экологии.
Задачи курса:
-рассмотреть основные термины химии полимеров;
-изучить вопросы синтеза полимеров;
-исследовать химические свойства полимерных соединений.
Некоторые общие вопросы химии высокомолекулярных соединений
изменяются в курсах общей и органической химии. Для более подробного
ознакомления с полимерами, успешно конкурирующими с традиционными
материалами и во многом значительно превосходящих их, курс химии
высокомолекулярных соединений вносится как обязательная учебная
дисциплина.
Курс состоит из 2 – х видов работ:
1)В теоретической части рассматриваются научные основы получения
полимеров, их структура, зависимость структуры от методов получения,
физико – химические свойства в связи с их структурой, химической
природой и физическими состояниями.
2)Выполнение определенного числа синтезов высокомолекулярных
соединений.
Полученные теоретические знания закрепляются при выполнении
синтеза определенных ВМС.
Многие предложенные к выполнению синтезы ВМС можно включить в
учебный процесс по химии полимеров в школьную программу.
8
3.2. Тематический план дисциплины
Самостоятельная
работа
студентов
Лекции
Лабораторные занятия
Наименование тем
(с указанием
семестра)
Трудоемкость
№
п/п
9 семестр
1.
2.
Полимеры, их
разнообразие и
химические
особенности.
Важнейшие
представители
природных и
синтетических
высокомолекулярных
веществ. Общие
сведения о ВМС.
Особенности
полимерного
состояния вещества.
Конфигурация,
стереохимия и
конформации цепи.
Свойства
макромолекул
классификация
полимеров.
Синтез полимеров.
Цепная
полимеризация
(радикальная,
ионная, ионно-
12
3
3
6
22
5
6
11
9
3.
4.
5.
координационная).
Сополимеризация .
Ступенчатая
полимеризация и
поликонденсация.
Макромолекулы и их
поведение в
растворах.
Химические свойства
и превращения
полимеров.
Полимерные тела.
Структурные
характеристики,
химические свойства
и химические
превращения
полимеров.
Структура и
физикомеханические
свойства полимеров.
Синтез полимерных
материалов и
аспекты их
практического
использования.
Производство
полимеров и их
важнейшие
представители.
Пластические
массы. Эластомеры.
Химические волокна
и пленки.
Полимерные
покрытия и
герметики
Итого за 9 семестр
Итого по
дисциплине
8
2
2
6
3
24
3
9
12
72
16
20
36
72
16
20
36
3
Содержание лекционного курса
10
4
1. Полимеры, их разнообразие и химические особенности. Важнейшие
представители природных и синтетических высокомолекулярных
веществ. Общие сведения о ВМС. Особенности полимерного состояния
вещества. Средние молекулярные массы. Конфигурация, стереохимия и
конформация цепи. Классификация полимеров. Свойства макромолекул.
2. Методы получения полимеров. Свободнорадикальная полимеризация.
Общие сведения и механизм реакций. Кинетические закономерности.
Активность различных мономеров и их радикалов.
3. Ионная полимеризация. Общая характеристика и отличия от
радикальной полимеризации. Катионная и анионная полимеризация.
Ионно-координационная полимеризация. Механизм полимеризации на
катализаторах Циглера-Натта.
4. Сополимеризация. Ступенчатые процессы синтеза полимеров
(ступенчатая
полимеризация,
поликонденсация).
Сравнение
ступенчатых реакций с цепными.
5. Макромолекулы и их поведение в растворах. Химические свойства и
превращения полимеров. Особенности химического поведения
макромолекул.
Полимераналогичные
превращения.
Реакции,
приводящие к увеличению степени полимеризации. Термическая,
механохимическая и химическая деструкции. Термо - и
фотоокислительная диструкции. Фотодеструкция. Стабилизация
полимеров.
6. Полимерные тела. Структурные характеристики, химические свойства
и химические превращения полимеров. Основные физикомеханические свойства полимеров. Структура кристаллических и
аморфных полимеров. Три физических состояния аморфных полимеров.
Высокоэластичная
деформация.
Пластификация
полимеров.
Механические и электрические свойства полимеров.
7. Синтез полимерных материалов и аспекты их практического
использования. Производство полимеров и их важнейшие
представители. Сырьевая база.
1.
2.
3.
Содержание лабораторных занятий
Общие сведения о ВМС. Особенности полимерного состояния
вещества. Конфигурация, стереохимия и конформация цепи. Свойства
макромолекул. «Полимеры» в курсе химии средней школы.
Синтез
полимеров.
Свободнорадикальная
полимеризация.
Инициирование (фотохимическое, термическое, радиохимическое,
химическое). Кинетика и механизм радикальной полимеризации.
Ингибиторы. Влияние температуры и давления на радикальную
полимеризацию. Гель эффект.
Ионная полимеризация (катионная и анионная). Катализаторы.
Механизм/ Скорость. «Живые» полимеры. Ионно-координационная
11
4.
5.
6.
7.
8.
полимеризация. Полимеризация на катализаторах Циглера-Натта.
Сополимеризация.
Реакционная
способность
мономеров
в
полимеризации.
Ступенчатый синтез. Ступенчатая полимеризация. Поликонденсация.
Гомо – и гетерофункциональная, линейная, трехмерная и
полициклоконденсация. Синтез поликонденсационных смол и ПМ на
их
основе.
Получение
фенолоформальдегидных,
мочевиноформальдегидных и глифталевой смолы.
Пластические массы и композиты. Состав. Свойства. Классификация.
Важнейшие пластмассы. Распознавание пластмасс.
Эластомеры. Свойства и классификация. Натуральный каучук.
Синтетический каучук. Резина. Жидкие каучуки.
Химические волокна и пленки. Искусственные волокна (вискозное,
медн- аммиачное, ацетатное, искусственное волокно из белков).
Общие принципы получения химических волокон. Синтетические ХВ
(полиамидные, полиэфирные, полиакрилонитрильные). Получение,
свойства и применение. Распознавание волокон.
Полимерные покрытия, клеи, герметики. Неорганические полимеры.
12
3.3. Содержание учебного материала по дисциплине
«Химия высокомолекулярных соединений» ( 9 семестр, 72 часа)
№
п/п
1
1.
2.
Тема
Содержание
2
Основные
понятия
Химии ВМС.
Самостоятельная
работа – 6 ч.
Рекомендуемая
основная
литература – 1, 3.
Дополнительная
– 1, 2.
3
Общие сведения о ВМС
особенности полимерного
состояния вещества.
Молекулярная масса.
Конфигурация,
стереохимия,
конформации цепи.
Классификация
полимеров. Свойства
макромолекул.
Методы
получение
полимеров.
Самостоятельная
работа – 11 ч.
Рекомендуемая
основная
литература – 2, 3.
Дополнительная
Свободнорадикальная
полимеризация. Общие
сведения, механизм
реакции. Кинетические
закономерности.
Активность различных
мономеров и их радикалов.
Количество
часов
Ауд. СРС
4
5
6
6
5
5
13
Самостоятельная
работа
6
Влияние ст.
полимеризации на
температуру
плавления.
Изотактические
полимеры – строение
Неорганические
полимеры: рефераты
по видам и их защита.
Методы
инициирования
свободнородикальной
полимеризации.
Кинетика
превращений гель –
эффект.
Оборудование
7
Схемы: «Конформации
полимерных цепей».
«Стереорегулярные и
нерегулярные
полимеры».
«Классификация
полимеров».
«Свойства
макромолекул».
Видеофильм «Значение
полимеров».
Схемы: «Цепная
полимеризация,
механизм реакции».
«Активность мономеров
и их радикалов».
Видеофильм: «Цепная
полимеризация».
– 1, 2.
3.
4.
Химические
свойства и
превращения
полимеров.
Самостоятельная
работа – 4 ч.
Рекомендуемая
основная
литература – 1, 2.
Дополнительная
– 1, 2.
Основные
физико –
механические
свойства
полимеров.
Самостоятельная
работа – 3 ч.
Рекомендуемая
основная
литература – 2, 3.
Дополнительная
– 1, 2.
Особенности химического
поведения макромолекул.
Полимер аналогичные
превращения. Увеличение
степени полимеризации.
Деструкция. Стабилизация
полимеров.
Структура
кристаллических и
аморфных полимеров.
Физические состояния
аморфных полимеров.
Пластификация
полимеров.
Механическ4ие и
электрические свойства
полимеров.
Скорость ионной
полимеризации.
«Живые полимеры».
Сополимиризация.
Катализаторные смеси
4
4
3
3
14
Кристаллическое
состояние.
Стекловидное
состояние. Вязко –
текучее состояние.
Эластичное
состояние.
Схемы:
«Механизм катионной
полимеризации».
«Механизм анионной
полимеризации».
«Механизм анионо –
коордиционной
полимеризации».
Видеофильм: «Синтез
бутадиенового
каучука».
Схемы:
«Кристаллическое
состояние».
«Эластическое
состояние».
5.
Производство
полимеров.
Самостоятельная
работа – 12 ч.
Рекомендуемая
основная
литература – 1, 2.
Дополнительная
– 1, 2.
Сырьевая база для
производства полимеров.
Пластмассы и композиты
состав и свойства.
Классификация.
Распознавание пластмасс.
Эластомеры. Натуральный
и синтетический каучук.
Резина. Жидкие каучуки.
Синтез фенол –
формальдегидной смолы,
мочевиноформальдегидной
смолы, глифталевой
смолы.
Полимерные
покрытия, клей,
герметики.
10
15
10
Коллекции:
1)пластмасс
полимеризационных и
поликонденеационных.
2)натуральный и
синтетические каучуки.
Видеофильмы:
«Синтетиче5ские
каучуки и применение».
3.4. Требования к знаниям и умениям студентов
Студенты должны знать:
1. Чем отличается молекула ВМС.
2. Понятие о молекулярной массе ВМС.
3. Моль ВМС.
4. Повторяющееся звено.
5. Степень полимеризации.
6. Физические состояния аморфных полимеров.
7. Механизм радикальной полимеризации.
8. Инициаторы радикальной полимеризации.
9. Методы исполнения полимеризации.
10.Механизм ионной полимеризации: катионной и анионной.
Катализаторы этих процессов. Ингибиторы процесса.
11.Живые полимеры и их применения.
12.Гель – эффект.
13.Поликонденсация. Механизм.
14.Термореактивность и термопластичность полимеров.
15.Регулярность строения: изотактические, синдиотактические полимеры.
3.5.Формы контроля (9 семестр)
а) текущий контроль
Текущий контроль знаний студентов проводится в виде устного опроса на
занятиях
1. Написание рефератов по неорганическим полимерам. Защита
рефератов.
2. Механизм радикальной полимеризации.
3. Механизм катионной полимеризаций.
4. Механизм анионной полимеризации.
5. Полимеризационные ВМС.
6. Поликонденсационные ВМС.
7. Написание рефератов по органическим полимерам. Защита рефератов.
Темы рефератов «Неорганические полимеры».
1. Неорганические гетероцепные полимеры.
2. Строение неорганических полимеров.
3. Минералы.
4. Алмаз, графит, аморфный углерод.
5. Особенности свойств неорганических полимеров.
6. Силикаты.
7. Полимеры кремневой кислоты.
8. Способы получения неорганических гетероцепных полимеров.
9. Силикаты и алюмосиликаты.
10.Цеолиты.
11.Алюмосиликаты.
12.Стекла.
13.Графит.
14.Алмазы и бриллианты.
15.Кремний и его соединения.
16.Асбест.
17.Структура природных и синтетических силикатов.
18.Корунд.
19.Силикаты – неорганические полимеры.
20.Алмаз и графит.
Темы рефератов «Органические полимеры»
1. Особенности различных состояний.
2. Физические свойства полимеров.
3. Связь конформаций полимеров со строением.
17
4. Радикальная полимеризация и полимеры, получаемые этим видом
полимеризации.
5. Катионная полимеризация и полимеры, получаемые ею.
6. Анионная полимеризация и полимеры, получаемые на ее основе.
7. Химические свойства полимеров. Связь между строением и
способностью полимеризации.
8. Поликонденсация и поликонденсационные смолы.
9. Формальдегидные смолы. Применение в промышленности.
10.Натуральный и синтетический каучуки. Резины. Применение в
промышленности.
11.Синтетические и природные волокна.
12.Полиамидные смолы. Получение. Применение.
13.Полиэфирные смолы. Получение. Применение.
14.Полиэтилен низкого и высокого давления.
15.Моющие средства и ПАВ.
16.Иониты.
17.Поликарбонатные смолы.
18.Искусственные волокна.
19.Органические стекла.
20.Полимеры с каталитической активностью.
21.Композиционные материалы.
Задачи к теме «Радикальная полимеризация»
1. Эффективность инициирования. Это доля образующихся в реакциях
радикалов, принимающих участие в инициировании полимеризации.
2. Квантовый выход инициирования. Это величина, равная числу пар
радикалов, образовавшихся при поглощении одного кванта света.
3. Радиационно – химический
выход инициирования. Это число
реакционных цепей, образующихся при поглощении 100 э В энергии.
Ск. инициирования определяется за счет расхода инициатора по
уравнению
R ụ = 2 f k r [J] = kн [J]
f- эффективность инициирования
K и Kr константы ск. р. Инициирования и гомолитического распада
инициатора.
J – инициатор.
R - первичный радикал при распаде инициатора
При фотохимическом инициировании ск. определяется по уравнению
Rн = 2ΦJа
Ф – квантовый выход инициирования.
Ја - интенсивность поглощенного света.
18
Ја = Јо (1-е -ε[Μ]в ), где в – толщена поглощающего слоя в
Jо – интенсивность падающего света.
е – мера полярности мономера.
ε – коэфф. Экстинции, лмоль-1см-1
При радиационно – химическом инициировании по уравнению
Rн = Gин Jа
Gин – эфф.радиационно – химического инициирования
Можно эфф. инициирования определит из соотношения.
f 
Rn
k / M 
 /

Rт  Rпоб k M   k //
M 
/
M   k //
k
Где Ru =K[M] [R] Rпоб = K[R]
K - конст. ск. реакции инициирования
К – конст. ск . побочной реакции первичного радикала.
Задача. Для инициирования радикальной полимеризации в растворе
необходимо получить 1,51015 радикалов на 1мл реакционной смеси в 1 с.
Сколько для этого потребуется перекиси лауроила, если эфф.
инициирования 0,5, а константа ск. реакции распада инициатора при
температуре полимеризации 6,010-4с-1 ?
( Nч – число радикалов; Nа – пост. Авогардо 6,0231023
Ru = Nч/ Nа мольл-1с-1 ).
Задача. Период полураспада дибутилпероксидикарбоната при температуре
полимеризации 20ч, средняя эфф. инициирования 0,7. Вычислите количество
участвующих в реакции инициирования радикалов, образующихся в течение
10ч из 0,1 моль инициатора (k1 входе реакции неизменна.)
Тема: Зависимость между структурной и реакционной способностью
мономеров
Задача. Какой из мономеров ( п – метоксистирол или п –цианистирол )более
реакционноспособен при взаимодействии с радикалом стирола? Определите
количественную меру отношения их реакционных способностей, если
известно, что реакционная константа при взаимодействии с радикалом
стирола равна 0,509, а константы заместителей (по Гаммету) составляют
соответственно (-0,2968) и (1,000).
Тема: Ионная полимеризация
19
Особенностью ионной полимеризации является то, что они могут идти с
обрывом и без обрыва цепи. В случае отсутствия обрыва цепи образуется
«живущие» или живые полимеры.
Поведение инициатора можно разделить на две группы:
1) «быстрое» инициирование, т.е. инициирование, скорость которого
значительно больше скорости полимеризации. И исходный инициатор
в неизменном виде не содержится в реакционной смеси уже при малых
степенях превращения мономера;
2) «медленное» инициирование, т.е. инициирование протекает в течение
всего процесса полимеризации.
Задача. Вычислите, сколько требуется 10% раствора алкоголята натрия в
соответствующем спирте для получения полиалкиленоксида со
среднечисловой ст. полимеризации Xn = 80, если ст. превращения мономера
составляет 0,9 обрыв и передача цепи на мономер не имеют места.
Реакционная смесь в итоге не содержит алкоголята. Равновесие реакции
обмена между растущей цепью и спиртом практически смещена вправо.
Задача. Сколько радикалов войдет в состав полимеров при полимеризации
0,8л стирола в присутствии перекиси бензола и деметиланилина, если
средняя эфф. инициирования равна 0,25, а содержание перекиси и амина – по
0,087 моль л -1 Ст. превращения инициатора 60%
Задача. При полимеризации винилового мономера в массе получен полимер
со среднечисловой ст. полимеризации 1600. Найдено, что См = 1.310-4 и Сi =
0,
вычислите
отношение
констант
ск.
рекомбинации
и
диспропорционирования.
Задача. При полимеризации стирола в массе в присутствии ацильной
перекиси получен полимер с начальной среднечисловой степенью
полимеризации 1950 при длине кинетической цепи 1850. Вычислите, какой
будет степень полимеризации. Если за счет изменения концентрации
инициатора скорость полимеризации увеличить в 1,5раза. Относительная
константа скорости передачи цепи на мономер равна 0,7 10-4, обрыв цепи
основан на рекомбинации радикалов.
Задача. Полимеризация гетероциклического мономера, протекающая по
анионному механизму с получением «живого» полимера, характеризуется
следующими данными: [М]о = 7,5 моль  л-1, [Jо] = 0,008 моль * л-1, [S]о = 0,01
моль  л-1, Kр = 0,12 л моль-1 с-1, Cs = 0.25. Вычислите среднечисловые ст.
полимеризации через 6,12 и 18/ мин после начала полимеризации, если
содержание активных центров постоянно, а эфф. инициирования равна 0,85.
20
Задача. При полимеризации стирола в присутствии проионной кислоты
обрыв основан на взаимодействии макрокатионов с притивоионнами и
протекает без регенерации исходной кислоты, Ко = 3,810-2с-1. Вычислите
время, по истечении которого количество активных центров уменьшается до
50 % от исходного, если активные центры образуются практически
мгновенно в начале процесса.
б) итоговый контроль
В качестве итогового контроля по дисциплине
«Химия
высокомолекулярных соединений» предусмотрен экзамен в конце 9
семестра. К экзамену допускаются студенты, прошедшие курс обучения и
успешно отчитавшиеся по промежуточному контролю.
Проводится в виде экзамена по химии ВМС.
Допуск к экзамену проводится по выполнению рубежного контроля
знаний и положительной защиты рефератов.
Билеты экзаменационные прилагаются.
Экзаменационные вопросы по химии высокомолекулярных соединений
1. ВМС и их значение. Распространение ВМС в природе. Отрасли
промышленности, основанные на переработке ВМС.
2. Особенности строения и свойства полимеров. Общее в стоении
полимеров. Полидисперсность (полимолекулярность). Молекулярномассовое распределение.
3. Пространственные формы полимерных молекул. Нерегулярные и
регулярные полимеры. Стереорегулярные ВМС. Конформации.
4. Структурные формы полимерных макромолекул. Линейные,
разветвленные и сшитые. Возможность переработки полимеров в
изделия в зависимости от структурной формы макромолекул.
5. Фазовые состояния полимеров. Аморфные и кристаллические
полимеры.
6. Классификация ВМС. Природные, искусственные и синтетические.
Гомополимеры. Полимергомологи. Сополимеры.
7. Химические реакции ВМС. Полимераналогичные превращения.
Реакции сшивания макромолекул. Деструкция макромолекул. Строение
полимеров. Пути замедления или предотвращения деструкции.
8. Методы синтеза ВМС. Особенности цепных и ступенчатых методов.
9. Цепная полимеризация. Радикальная полимеризация. Механизм
процесса.
Методы
инициирования
свободно-радикальной
полимеризации. Типы инициаторов. Окислительно-восстановительное
инициирование. Рост и обрыв цепи. Гель-эффект. Реакции передачи
цепи. Теломеризация. Кинетические закономерности цепной
радикальной полимеризации. Влияние температуры и давления на
21
радикальную полимеризацию
10.Ионная полимеризация. Сравнительная характеристика ионной и
радикальной полимеризации. Виды полимеризации. Катализаторы.
Реакционная
способность
мономеров
в
реакциях
ионной
полимеризации.
11.Катионная полимеризация. Типы катализаторов. Роль сокатализаторов.
Механизм процесса. Реакция передачи цепи, Влияние условий
проведения реакции, природы растворителя, противоионов на скорость
реакции и молекулярную массу полимера.
12.Анионная полимеризация. Типы катализаторов. Механизм процесса.
Инициирование путем переноса электрона. Радикал-анионы.
Особенности обрыва цепи. «Живые» полимеры.
13.Ионно-координационная полимеризация. Типы катализаторов, их
особенность. Стереоспецифическая полимеризация на катализаторах
Циглера-Натта.
14.Цепная полимеризация - метод получения полимерных материалов с
заранее заданными свойствами.
15.Ступенчатые процессы образования макромолекул. Поликонденсация.
Особенности ступенчатых поликонденсационных реакций. Гомо- и
гетерополиконденсация.
16.Равновесная и неравновесная поликонденсация. Основные факторы,
влияющие на скорость и направление реакции поликонденсации.
Молекулярно-массовое распределение в реакциях ступенчатого
синтеза.
17.Полимерные материалы. Классификация. Свойства. Применение.
18.Пластические массы. Состав, основные свойства, классификация и
области применения.
19.Пластические массы на основе полимеризационных смол.
20.Пластические массы на основе поликонденсационных смол.
21.Эластомеры. Классификация и основные свойства каучуков.
Натуральный каучук, его строение.
22.Синтетические каучуки. Важнейшие виды, основные свойства и
области применения каучуков и резины. Вулканизация.
23.Химические волокна. Классификация. Производство искусственных
волокон на основе целлюлозы.
24.Синтетические волокна. Производство полиамидных и полиэфирных
волокон.
25.Неорганические полимеры. Гомоцепные. Гетероцепные.
26.Элементорганические полимеры.
22
3.6. Список литературы
Основная литература:
1. Федоренко, Е.В. Органическая химия: Учеб. пособие / Е.В.
Федоренко, И.В. Богомолова. - М.: РИОР, 2007. - 348 с.
2. Урок-семинар по теме "Природные источники углеводородов" / О.Э.
Анацко // Химия в школе : журнал .— Б.м. — 2012 .— №5 .— С. 31-32.
3. ПВХ - старейший искусственный материал / Ю.А. Трегер // Химия и
жизнь - 21 век: журнал. Комплект .— Б.м. — 2012 .
Дополнительная литература:
1.Семчиков, Ю.Д. Высокомолекулярные соединения / Ю.Д. Семчиков.
— 3-е изд., стер. — М.: Академия, 2006. — 368 c.
2.Семчиков, Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: учебник для студ.
вузов / Ю.Д. Семчиков. — 5-е изд., стер. — М.: Академия, 2010. — 368 c.
Электронные информационные образовательные ресурсы:
1.Органическая химия: 10-11-е кл. / 1С .— Йошкар-Ола : МарГТУ, 2003.
// http://lib.uspi.ru/
23
4. Учебно-методический комплекс дисциплин
Методические указания для преподавателей и студентов
1. ПВХ - старейший искусственный материал / Ю.А. Трегер // Химия и жизнь - 21 век: журнал. Комплект .— Б.м.
— 2012 .
Карта обеспеченности литературой
Сведения об обеспеченности образовательного процесса учебной литературой или
иными информационными ресурсами
Образовательная программа ОП-05.01
Наименование
дисциплин, входящих в
образовательную
программу
1
1.
Химия
высокомолекулярных
соединений.
Кол-во
экземпляр
ов в
библиотек
е ДВФУ
(филиал в
г.
Уссурийск
е)
2
14
Автор, название, место издания, издательство, год издания
учебной литературы, вид и характеристика иных
информационных ресурсов
3
Основная литература:
1. ПВХ - старейший искусственный материал / Ю.А. Трегер //
Химия и жизнь - 21 век: журнал. Комплект .— Б.м. — 2012
1
1
2. Урок-семинар по теме "Природные источники углеводородов" /
О.Э. Анацко // Химия в школе : журнал .— Б.м. — 2012 .— №5 .—
С. 31-32.
Дополнительная литература:
1. . Семчиков, Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: учебник для
студ. вузов / Ю.Д. Семчиков .— 5-е изд., стер. / Ю.Д. Семчиков. —
М.: Академия, 2010 .
17