Физика и химия высокомолекулярных соединений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА
Документ СМК 3 уровня
УМКД
УМКД
УМКД 042-14.-1.программа дисциплины «Физика
Редакция № 1
03.1.20.17/01-2015
и химия высокомолекулярных
от 09.09.2015 г.
соединений» для преподавателя
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«Физика и химия высокомолекулярных соединений»
Для специальности 5В072600 - «Технология конструирования изделий легкой
промышленности»
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Семей
2015
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012015
Ред. № 1 от 09.09.2015 г.
Страница 2 из 12
Предисловие
1 РАЗРАБОТАНО
Составитель ___________ Нурымхан Г.Н., к.т.н., и.о. доцента кафедры
«Технология пищевых продуктов и изделий легкой промышленности»
2 ОБСУЖДЕНО
2.1 На заседании кафедры «Технология пищевых продуктов и изделий легкой промышленности»
Протокол от «09» сентября 2015 года, № 1
Заведующий кафедрой ___________________ Б.К. Асенова
2.2 На заседании учебно-методического бюро инженернотехнологического факультета
Протокол от «10» сентября 2015 года, № 1
Председатель УМБ ИТФ________________________ С.С.Толеубекова
3 УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического
совета университета
Протокол от « » сентября 2015 года, № 1
Председатель УМС ______________Г. К.Искакова
4 ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012015
Ред. № 1 от 09.09.2015 г.
Страница 3 из 12
Cодержание
1
2
3
4
5
6
7
Область применения
Нормативные ссылки
Общие положения
Содержание рабочей учебной программы дисциплины для преподавателя
Перечень тем для самостоятельной работы студентов
Карта обеспеченности учебно-методической литературой
Литература
4
4
4
6
10
17
18
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012015
Ред. № 1 от 09.09.2015 г.
Страница 4 из 12
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Физика и химия высокомолекулярных соединений»
предназначен для студентов специальности
5В072600 – «Технология и конструирование изделий легкой промышленности»,
который знакомит студентов с содержанием курса, его актуальностью и необходимостью, политикой курса, с теми навыками и умениями, которые студенты
приобретут в процессе обучения. Учебно-методический комплекс является основным руководством при изучении дисциплины.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
Настоящий учебно-методический комплекс дисциплины «Физика и химия
высокомолекулярных соединений» разработан и устанавливает порядок организации учебного процесса по данной дисциплине в соответствии с требованиями
и рекомендациями следующих документов:
Государственный общеобязательный стандарт образования специальности
5В072600 – «Технология и конструирование изделий легкой промышленности»,
ГОСО РК 7.09.061-2008, утвержден и введен в действие Приказом Министерства
образования и науки Республики Казахстан от 31 декабря 2008 года, № 677.
каталог элективных дисциплин по специальности 5В072600 – «Технология и
конструирование изделий легкой промышленности» от 22.09.2008 г, №1.
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
 Дисциплина: «Физика и химия высокомолекулярных соединений»
 Кафедра ««Технология пищевых продуктов и изделий легкой промышленности».
 Адрес факультета и кафедры: г. Семей, ул. Физкультурная 2, корпус 9;
 Ф.И.О. преподавателей: к.т.н., и.о. доцента Нурымхан Гульнур Несиптаевна
 Контактная информация – тел: 35-05-90, учебный корпус № 9, кабинет № 214;
 Количество кредитов – 4;
3.1. Краткое описание содержания дисциплины:
Курс является дисциплиной общеинженерного цикла и опирается на курсы
высшей математики, органической химии, аналитической химии, физики, и т.п.
Дисциплина «Физика и химия высокомолекулярных соединений» включает
теоретические основы высокомолекулярных соединении. Основные задачи
высокомолекулярных соединении. Полимеризация. Способы полимеризации.
Поликонденсация. Фазовые состояния полимеров. Изомерия полимеров. Элементорганические полимеры. Стабилизация полимеров.
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012015
Ред. № 1 от 09.09.2015 г.
Страница 5 из 12
3.2 Цель обучения
Целью данного курса является сформировать основные представления о
химии и физике высокомолекулярных соединений. Обозначить основные отличия в свойствах высокомолекулярных соединений от низкомолекулярных веществ и раскрыть причины наблюдаемых различий на основании современных
представлений о полимерном состоянии вещества. Заложить фундамент для понимания принципов, которые лежат в основе целенаправленного синтеза, анализа и эксплуатации полимерных материалов.
3.3. Основные задачи изучения дисциплины:
- показать и объяснить специфику полимерного состояния вещества;
- ознакомить студентов с моделями и подходами, принятыми для описания
полимеров в конденсированном состоянии и в растворах, в сравнении с моделями и подходами, описывающими поведение низкомолекулярных веществ;
- обозначить современные тенденции в развитии теоретических представлений, новых методов получения и исследования полимеров, а также разработке
новых полимерных материалов и композиций.
3.4 В результате изучения дисциплины обучающий должен:
 знать
основные
особенности
высокомолекулярных
соединений
полимерного происхождения, их практическую ценность как особого рода
материалов и биологическое значение;
 иметь представление о структуре и основных физических свойствах
полимерных тел, основных методах синтеза полимеров, современных
методах исследования полимеров, принципах технологии производства и
переработки полимерных материалов;
 применять основы фундаментальных знаний для решения практических
задач синтеза полимеров различными методами;
 использовать практические навыки по применению современных
экспериментальных методов для изучения структуры макромолекул,
молекулярно-массовых характеристики физико-механических свойств
полимеров;
 применять теоретические знания и практические навыки для решения
прикладных задач по технологии производства и переработке полимеров.
3.5 Пререквизиты курса:
3.5.1 Химия,
3.5.2 Физика
3.6 Постреквизиты курса:
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012015
Ред. № 1 от 09.09.2015 г.
Страница 6 из 12
3.6.1 Общая химическая технология дубящих и жирующих веществ
4 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Наименование тем и их содержание
Лекционные занятия
1
2
Модуль – 1. Введение
1 Предмет и задачи химии и физики высокомолекулярных
соединений
2 Терминология и основные понятия
в химии и физики высокомолекулярных соединений
3 Номенклатура и классификация полимеров
4 Конформационная изомерия и конформация макромолекулы
5 Структурная изомерия
6 Поведение макромолекул в растворах
7 Растворы полимеров
8 Методы определения молекулярных масс полимеров
9 Молекулярные массы полимеров
10 Ионизующиеся макромолекулы (полиэлектролиты)
Модуль – 2. Полимеры
11 Фазовые и физические состояния полимеров
12 Стеклообразное состояние полимеров
13 Вязкотекучее состояние полимеров
14 Кристаллические полимеры
15 Физико-механические свойства кристаллических полимеров
16 Полимеризация
17 Способы проведения полимеризации
18 Ионная полимеризация
19 Сополимеризация
20 Поликонденсация
Модуль – 3. Полимеризация
21 Кинетика поликонденсации
22 Основные закономерности и отличительные особенности
реакции поликонденсации
23 Полимераналогичные и внутримолекулярные превращения
24 Химические реакции, приводящие к увеличению степени полимеризации
Таблица - 1
Количество
часов
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012015
25
26
27
28
29
30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Ред. № 1 от 09.09.2015 г.
Страница 7 из 12
Деструкция полимеров
Деструкция полимеров и стабилизация полимеров
Карбогомоцепные полимеры
Карбогетероцепные полимеры
Элементогетероцепные полимеры
Современные тенденции и новые направления науки о
полимерах
1
1
1
1
1
1
ИТОГО
Лабораторные занятия
Свойства природных полимеров
Свойства каучука и резины
Свойства натуральных волокон
Свойства пластмасс
Получение карбамидоформальдегидного продукта конденсации
по горячему способу
Получение полистирола
Получение полиэпоксида ЕД-20
Определение содержания стирола методом Кауфмана
Получение поливинилацетата этерификацией поливинилового
спирта
Получение полиэфирной смолы поликонденсацией фталевого
ангидрида и глицерина
Идентификация полимеров методом дифференциальнотермического анализа
Поликонденсация фенола и формальдегида в щелочной среде
(получение резольных смол)
Полимеризация стирола в массе в присутствии трифторуксусной кислоты
Поликонденсация фенола и формальдегида в кислой среде (получение новолака)
Получение фенолоформальдегидных олигомеров новолачного
типа поликонденсацией фенола и формальдегида в кислой
среде
Общий
30
5 ПЕРЕЧЕНЬ
ОБУЧАЮЩИХ
ТЕМ
№1 СРО темы
5.1.1
Основные понятия ВМС
ДЛЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
15
РАБОТЫ
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012015
Ред. № 1 от 09.09.2015 г.
Страница 8 из 12
Периоды идентичности полимеров
Механические свойства ВМС
Методы при изучении строения полимеров
Методы деструкции
Виды аморфной фазы полимеров
Разветвление цепи. Дендритная структура. Изомерия последовательности
присоединения звеньев
5.1.8
Геометрическая изомерия полимеров
5.1.9
Этапы синтеза полимеров
5.1.10
Различные механизмы полимеризации
5.1.11
Особенности ионной полимеризации
5.1.12
Катализаторы анионной полимеризации
5.1.13
Полимеризация на катализаторах Циглера – Натта
№2 СРО темы
5.2.1
Получение блок- и привитых сополимеров
5.2.2
Газофазная полимеризация этилена
5.2.3
Свойства, структура, условия получения и области применения
виниловых полимеров
5.2.4
Мономеры с взаимодействующими однородными функциональными
группами
5.2.5
Линейная поликонденсация
5.2.6
Образование активных центров в поликонденсации
5.2.7
Теория напряжения Байера
5.2.8
Способы проведения поликонденсации
5.2.9
Синтез полиаминоамидного дендримера
5.2.10
Дендримерная технология
5.2.11
Взаимодействие органоциклосилазана с различными олигомерами
5.2.12
Область применение кремнийорганических полимеров
5.2.13
Геометрическая форма макромолекул
№3 СРО темы
5.3.1
Способность непредельных мономеров к полимеризации
5.3.2
Химические реакции ВМС
5.3.3
Разрыв цепи при деструкции полимера
5.3.4
Новые классы высокомолекулярных веществ
5.3.5
Температура стеклования (Тс) и температура текучести (Тт)
5.3.6
Сложности строения химические реакции полимеров
5.3.7
Пониженная активность функциональных групп в макромолекулах
5.3.8
Реакционная способность ВМС
5.3.9
Внутримолекулярные химические превращения полимеров
5.3.10
Неоднородность продуктов реакции
5.3.11
Физическая и химическая деструкция
5.3.12
Виды физической деструкции
5.3.13
Термоокислительная деструкция полимеров
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.1.5
5.1.6
5.1.7
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012015
Ред. № 1 от 09.09.2015 г.
Страница 9 из 12
№4 СРО темы
5.4.1
Возможности термической стабилизации полимеров
5.4.2
Каучук – высокоэластичное аморфное вещество
5.4.3
Главные факторы отверждения каучука
5.4.4
Сущность реакции вулканизации
5.4.5
Серная вулканизация каучуков
5.4.6
Пероксидная вулканизация каучуков на основе диенов и других соединений
5.4.7
Особые группы синтетических каучуков
5.4.8
Основной метод получения СК
5.4.9
Свойства и применение синтетических каучуков
5.4.10
Термопластичные и термореактивные виды пластмасс
5.4.11
Классификация смол и пластических масс
5.4.12
Изготовление слоистых материалов на основе фенолоальдегидных смол
5.4.13
Искусственные и синтетические волокна
№5 СРО темы
5.5.1
Производство синтетических волокон
5.5.2
Приготовление концентрированного вязкого прядильного раствора или
расплава полимера
5.5.3
Формование волокна хлорина
5.5.4
Методы получения новых типов синтетических волокон на основе стереорегулярных модификаций полимеров
5.5.5
Способы переработки пластмасс
5.5.6
Плавление полимера
5.5.7
Классификация ионообменных смол
5.5.8
Иониты, получаемые поликонденсацией
5.5.9
Механизм действия ионообменных смол
5.5.10
Ионообменная хроматография
5.5.11
Методы извлечения и разделения разнообразных ионов
5.5.12
Принципиально разные пути утилизации отходов ВМС
5.5.13
Синтез «экологически чистых» полимеров
6
КАРТА
ЛИТЕРАТУРОЙ
ОБЕСПЕЧЕННОСТИ
Наименование
учебников, учебнометодических пособий
Журавлева И.И., Акопьян В.А. «Высокомолекулярные соединения».
Количество
экземпляров
5
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ
Количество
студентов
Таблица 4
Процент обеспеченности
100
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012015
Семчиков Ю.Д. «Высокомолекулярные соединения».
Бартенев Г М, Зеленев
Ю.В. «Физика и механика полимеров»
Соколов Л.Б. «Основы
синтеза полимеров методом
поликонденсации»
Гросберг А.Ю., Хохлов
А.Р. «Физика в мире
полимеров»
Шур А.М. Высокомолекулярные соединения
В.Ф. Куренков «Практикум по химии и физике полимеров»
Браун Д., Шердрон Г.,
Керн В. «Практическое
руководство по синтезу
и исследованию свойств
полимеров»
Тугов И.И., Кострыкина
Г.И. «Химия и физика
полимеров»
Ред. № 1 от 09.09.2015 г.
Страница 10 из 12
8
100
11
100
7
100
7
100
9
100
12
100
4
100
14
100
7 ЛИТЕРАТУРА
7.1. Основная литература:
7.1.1. Семчиков Ю.Д. «Высокомолекулярные соединения». М.: Издательский центр «Академия», 2003.
7.1.2. Журавлева И.И., Акопьян В.А. Высокомолекулярные соединения:
Учебное пособие. Часть I: Общие представления о полимерах. Самара: Изд-во
«Самарский университет», 2001.
7.1.3. Журавлева И.И., Акопьян В.А. «Высокомолекулярные соединения»:
Учебное пособие. Часть II: «Молекулярные массы и молекулярно-массовое распределение полимеров». Самара: Изд-во «Самарский университет», 2001.
7.1.4. Журавлева И.И., Акопьян В.А. «Высокомолекулярные соединения»:
Учебное пособие. Часть III: «Гибкость полимеров». Самара: Изд-во «Самарский
университет», 2003.
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012015
Ред. № 1 от 09.09.2015 г.
Страница 11 из 12
7.1.5. Журавлева И.И., Акопьян В.А. «Высокомолекулярные соединения»:
Учебное пособие. Часть IV: Растворы полимеров. Самара: Изд-во «Самарский
университет», 2005.
7.2. Дополнительная литература:
7.2.1. Тугов И.И., Кострыкина Г.И. «Химия и физика полимеров». М: Химия, 1989.
7.2.2. Кулезнев В.Н., Шершнев В.А. «Химия и физика полимеров»: Учеб.
М.: Высшая школа, 1988.
7.2.3. Аскадский А.А. Лекции по физико-химии полимеров. М.: Физический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова, 2001.
7.2.4. Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Физика в мире полимеров. М.:
Наука,1989. 208с. (Б-чка «Квант»; вып. 74).
7.2.5. Бартенев Г М, Зеленев Ю.В. Физика и механика полимеров: Учеб.
М.: Высшая школа, 1983.
7.2.6. Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Статистическая физика макромолекул.
М.: Наука, 1983.
7.2.7. Соколов Л.Б. Основы синтеза полимеров методом поликонденсации.
М.: Химия, 1979.
7.2.8. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. Учеб. М.: Химия, 1978.
7.2.9. Кучанов С.И., «Методы кинетических расчетов в химии полимеров».
М: Химия, 1978.
7.2.10. Берлин А.А., Вольфсон С.А., Ениколопян Н.С. «Кинетика полимеризационных процессов». М.: Химия, 1978.
7.2.11. Рафиков С.Р., Будтов В.П., Монаков Ю.Б. Введение в физико-химию
растворов полимеров. М.: Наука, 1978.
7.2.12. Платэ Н.А., Литманович А.Д., Ноа О.В. Макромолекулярные реакции. М.: Химия, 1977.
7.2.13. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А., Слонимский В.А. Основы химии
высокомолекулярных соединений. М.: Химия, 1976.
7.2.14. Оудиан Дж. Основы химии полимеров. М.: Мир, 1974.
7.2.15. Трилор Л. Введение в науку о полимерах. М.: Мир, 1973.
7.2.16. Каргин В.А., Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физико-химии полимеров. М.: Химия, 1967.
7.2.17. Тенфорд Ч. Физическая химия полимеров. М.: Химия, 1965.
7.2.18. Бреслер С.Е., Ерусалимский Б.Л. Физика и химия макромолекул. М.,
Л.:1965.
7.2.19. Б.Э.Геллер, А.А.Геллер, В.Г. Чиртулов. Практическое руководство
по физико-химии волокнообразующих полимеров. М.: Химия, 1996.
7.2.20. Практикум по химии и физике полимеров. / Под ред. В.Ф. Куренкова. М.: Химия, 1990.
7.2.21. Дерябина Г.И. Лабораторный практикум по химии высокомолекулярных соединений. Радикальная полимеризация и сополимеризация. - Куйбышев, КГУ, 1988.
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012015
Ред. № 1 от 09.09.2015 г.
Страница 12 из 12
7.2.22. Практикум по высокомолекулярным соединениям. /Под ред. В.А.
Кабанова. М.: Химия, 1985.
7.2.23. Зильберман Е.Н., Наволокина Р.А. Примеры и задачи по химии высокомолекулярных соединений. М.: Высшая школа, 1984.
7.2.24. Браун Д., Шердрон Г., Керн В. «Практическое руководство по синтезу и исследованию свойств полимеров». М.: Химия, 1976.
7.2.25. Торопцева А.М., Белогородская К.В., Бондаренко. «Лабораторный
практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений». Л.: Химия, 1972.
7.2.26. Лосев И.П., Федотова О Я., «Практикум по химии высокомолекулярных соединений». М.: Гос. научно-техническое изд-во химической литературы. 1962.
7.2.27. Киреев В.В. «Высокомолекулярные соединения»: Учеб. М.: Высшая
школа, 1992.
7.2.28. Шур А.М. «Высокомолекулярные соединения»: Учеб. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981.