физика и химия высокомолекулярных соединений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА города СЕМЕЙ
Документ СМК 3 уровня
УМКД
УМКД
УМКД 042-18-7.1.14/01-2013
Рабочая учебная програмРедакция № 2
ма дисциплины «Физика и
от 18.09.2013 г.
химия высокомолекулярных соединений» для преподавателя
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«ФИЗИКА И ХИМИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ»
для специальности 5В072600
«Технология конструирования изделий легкой промышленности»
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Семей
2014
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012012
Ред. № 2 от 13.09.2012 г.
Страница 2 из 12
Предисловие
1. РАЗРАБОТАНО
Составитель старший преподаватель кафедры «Технологии мясных, молочных и
пищевых продуктов» Б.Ш. Абишев _____________
01.09.2014 г.
2 ОБСУЖДЕНО
2.1. На заседании кафедры «Технология мясных, молочных и пищевых продуктов»
Протокол № 4 от «12» декабря 2012 г.
Заведующий кафедрой _______________________ Б.К. Асенова
2.2 На заседании Учебно-методического бюро инженерно-технологического
факультета
Протокол № 3/1 от «8» января 2013 г.
Председатель УМБ ИТФ________________________С.С. Толеубекова
3 УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета университета
Протокол от 18.09.2013 г , № 1
Председатель УМС ______________Г.К.Искакова
4 ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012012
Ред. № 2 от 13.09.2012 г.
Страница 3 из 12
Cодержание
1
2
3
4
5
6
7
8
Область применения
Нормативные ссылки
Общие положения
Содержание рабочей учебной дисциплины
Перечень тем для самостоятельной работы студентов
Учебно-методическая карта по дисциплине
Карта обеспеченности учебно-методической литературой
Литература
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012012
Ред. № 2 от 13.09.2012 г.
Страница 4 из 12
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Программа дисциплины для преподавателя, входящая в состав учебнометодического комплекса, по дисциплине «Физика и химия высокомолекулярных соединений» предназначена для студентов специальности 5В072600 – «Технология конструирования изделий и легкой промышленности»
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
Настоящая программа дисциплины для преподавателя дисциплины «Технология конструирование и изделий легковой промышленности» устанавливает
порядок организации учебного процесса по данной дисциплине в соответствии с
требованиями и рекомендациями следующих документов:
- Государственный общеобязательный стандарт образования специальности
5В072600 «Технология конструирования и изделий легкой промышленности»,
ГОСО РК 3.08.352-2006, утвержден и введен в действие Приказом Министерства
образования и науки Республики Казахстан от 23 декабря 2005 года, № 779.
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Краткое содержание 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.
3.2 Цель изучения дисциплины:
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 Основная задача изучения дисциплины:
- показать и объяснить специфику полимерного состояния вещества;
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012012
Ред. № 2 от 13.09.2012 г.
Страница 5 из 12
- 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 Результаты обучения:
В результате изучения дисциплины обучающийся должен:
 знать
основные
особенности
высокомолекулярных
соединений
полимерного происхождения, их практическую ценность как особого рода
материалов и биологическое значение;
 владеть практическими навыками по применению современных
экспериментальных методов для изучения структуры макромолекул,
молекулярно-массовых характеристики физико-механических свойств
полимеров;
 усвоить теоретические знания и практические навыки для решения
прикладных задач по технологии производства и переработке полимеров.
 уметь применять основы фундаментальных знаний для
практических задач синтеза полимеров различными методами;
решения
 понимать
 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;
 приобрести
3.5 Пререквизиты курса:
- Химия, физика
3.6 Постреквизиты курса:
- Общая химическая технология дубящих и жирующих веществ
15
22,5
67,5
Всего
(час.),
СРС
(час.)
30
СРСП
(час.)
3
ПЗ (час)
2
ЛК (час.)
Семестр
1
Кредиты
Курс
3.7 Выписка из рабочего учебного плана
135
Таблица 1
Форма итогового
контроля
Экзамен
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012012
Ред. № 2 от 13.09.2012 г.
Страница 6 из 12
4 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Наименование тем и их содержание
1
Лекционные занятия
Лекция 1. Предмет и задачи химии и физики
высокомолекулярных соединений
Лекция 2. Терминология и основные понятия
в химии и физики высокомолекулярных соединений
Лекция 3. Номенклатура и классификация полимеров
Лекция 4. Конформационная изомерия и конформация
макромолекулы
Лекция 5. Структурная изомерия
Лекция 6. Поведение макромолекул в растворах
Лекция 7. Растворы полимеров
Лекция 8. Методы определения молекулярных масс
полимеров
Лекция 9. Молекулярные массы полимеров
Лекция 10. Ионизующиеся макромолекулы
(полиэлектролиты)
Лекция 11. Фазовые и физические состояния полимеров
Лекция 12. Стеклообразное состояние полимеров
Лекция 13. Вязкотекучее состояние полимеров
Лекция 14. Кристаллические полимеры
Лекция 15. Физико-механические свойства кристаллических полимеров
Лекция 16. Полимеризация
Лекция 17. Способы проведения полимеризации
Лекция 18. Ионная полимеризация
Лекция 19. Сополимеризация
Лекция 20. Поликонденсация
Лекция 21. Кинетика поликонденсации
Лекция 22. Основные закономерности и отличительные
особенности
реакции поликонденсации
Лекция 23. Полимераналогичные и внутримолекулярные
превращения
Лекция 24. Химические реакции, приводящие к увеличению степени полимеризации
Лекция 25. Деструкция полимеров
Таблица 2
Количество
часов
2
1
1
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.-03.1.20.17/012012
Ред. № 2 от 13.09.2012 г.
Страница 7 из 12
Лекция 26. Деструкция полимеров и стабилизация
полимеров
Лекция 27. Карбогомоцепные полимеры
Лекция 28. Карбогетероцепные полимеры
Лекция 29. Элементогетероцепные полимеры
Лекция 30. Современные тенденции и новые направления
науки о полимерах
Лабораторные занятия
Лабораторная работа 1. Свойства природных полимеров
Лабораторная работа 2. Свойства каучука и резины
Лабораторная работа 3. Свойства натуральных волокон
Лабораторная работа 4. Свойства пластмасс
Лабораторная работа 5. Получение карбамидоформальдегидного продукта конденсации по горячему способу
Лабораторная работа 6. Получение полистирола
Лабораторная работа 7. Получение полиэпоксида ЕД-20
Лабораторная работа 8. Изоионная точка полиамфолита
(желатина)
Лабораторная работа 9. Получение поливинилацетата этерификацией поливинилового спирта
Лабораторная работа 10. Получение полиэфирной смолы
поликонденсацией фталевого ангидрида и глицерина
Лабораторная работа 11. Идентификация полимеров методом
дифференциально-термического анализа
Лабораторная работа 12. Поликонденсация фенола и формальдегида в щелочной среде (получение резольных смол)
Лабораторная работа 13. Полимеризация стирола в массе в
присутствии трифторуксусной кислоты
Лабораторная работа 14. Поликонденсация фенола и формальдегида в кислой среде (получение новолака)
Лабораторная работа 15. Получение фенолоформальдегидных олигомеров новолачного типа поликонденсацией
фенола и формальдегида в кислой среде
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЬНОЙ РАБОТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ
5.1 Основные понятия ВМС
5.2 Самый действенный способ борьбы с пластмассовым мусором - рециклизация
5.3 Механические свойства ВМС
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012012
Ред. № 2 от 13.09.2012 г.
Страница 8 из 12
5.4 Методы при изучении строения полимеров
5.5 Методы деструкции
5.6 Виды аморфной фазы полимеров
5.7 Разветвление цепи. Дендритная структура. Изомерия последовательности 5.8
присоединения звеньев
5.8 Геометрическая изомерия полимеров
5.9 Этапы синтеза полимеров
5.10 Различные механизмы полимеризации
5.11 Особенности ионной полимеризации
5.12 Катализаторы анионной полимеризации
5.13 Полимеризация на катализаторах Циглера – Натта
5.14 Получение блок- и привитых сополимеров
5.15 Газофазная полимеризация этилена
5.16 Свойства, структура, условия получения и области применения виниловых
полимеров
5.17 Мономеры с взаимодействующими однородными функциональными группами
5.18 Линейная поликонденсация
5.19 Образование активных центров в поликонденсации
5.20 Теория напряжения Байера
5.21 Способы проведения поликонденсации
5.22 Синтез полиаминоамидного дендримера
5.23 Дендримерная технология
5.24 Взаимодействие органоциклосилазана с различными олигомерами
5.25 Область применение кремнийорганических полимеров
5.26 Геометрическая форма макромолекул
5.27 Способность непредельных мономеров к полимеризации
5.28 Химические реакции ВМС
5.29 Разрыв цепи при деструкции полимера
5.30 Новые классы высокомолекулярных веществ
5.31 Температура стеклования (Тс) и температура текучести (Тт)
5.32 Сложности строения химические реакции полимеров
5.33 Пониженная активность функциональных групп в макромолекулах
5.34 Реакционная способность ВМС
5.35 Внутримолекулярные химические превращения полимеров
5.36 Неоднородность продуктов реакции
5.37 Физическая и химическая деструкция
5.38 Виды физической деструкции
5.39 Термоокислительная деструкция полимеров
5.40 Возможности термической стабилизации
полимеров
5.41 Каучук – высокоэластичное аморфное вещество
5.42 Главные факторы отверждения каучука
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012012
Ред. № 2 от 13.09.2012 г.
Страница 9 из 12
5.43 Сущность реакции вулканизации
5.44 Серная вулканизация каучуков
5.45 Пероксидная вулканизация каучуков на основе диенов и других соединений
5.46 Особые группы синтетических каучуков
5.47 Основной метод получения СК
5.48 Свойства и применение синтетических каучуков
5.49 Термопластичные и термореактивные виды пластмасс
5.50 Классификация смол и пластических масс
5.51 Изготовление слоистых материалов на основе фенолоальдегидных смол
5.52 Искусственные и синтетические волокна
5.53 Производство синтетических волокон
5.54 Приготовление концентрированного вязкого прядильного раствора или расплава полимера
5.55 Формование волокна хлорина
5.56 Методы получения новых типов синтетических волокон на основе стереорегулярных модификаций полимеров
5.57 Способы переработки пластмасс
5.58 Плавление полимера
5.59 Классификация ионообменных смол
5.60 Иониты, получаемые поликонденсацией
5.61 Механизм действия ионообменных смол
5.62 Ионообменная хроматография
5.63 Методы извлечения и разделения разнообразных ионов
5.64 Принципиально разные пути утилизации отходов ВМС
5.65 Синтез «экологически чистых» полимеров
5.66 Снижение горючести полиэтилена
5.67 Бактериальные полимеры
5.68 Периоды идентичности полимеров
6 КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРОЙ
Наименование
учебников, учебнометодических пособий
Журавлева И.И., Акопьян В.А. «Высокомолекулярные соединения».
Семчиков Ю.Д. «Высокомолекулярные соединения».
Бартенев Г М, Зеленев
Количество
экземпляров
Количество
обучающихся
Таблица 3
Процент обеспеченности
5
100
8
100
11
100
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012012
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. № 2 от 13.09.2012 г.
Страница 10 из 12
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.
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.
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012012
Ред. № 2 от 13.09.2012 г.
Страница 11 из 12
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.
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.
УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/012012
Ред. № 2 от 13.09.2012 г.
Страница 12 из 12
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.