Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
История развития цигуна весьма длительная. Если говорить только о письменных источниках, то еще более 2 тысяч лет назад в медицинских и других трудах,...полностью>>
'Документ'
Целевая аудитория: учащиеся 5 - 11 классов общеобразовательных учреждений, учащиеся учреждений начального, среднего и высшего профессионального образо...полностью>>
'Документ'
2. Структура і дослідницькі завданняСИСТЕМА СОЦІАЛЬНО-ПОЛІТИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ЦИВІЛЬНЕ СУСПІЛЬСТВО1. Поняття цивільного суспільства2. Сучасні концепції3...полностью>>
'Документ'
Ряд экспертов не исключает, что нынешняя осень станет во многом повторением осени 2008 года, когда произошел крах одного из крупнейших инвестиционных...полностью>>

Рабочая программа по дисциплине опд ф 12 «Химия и физика полимеров» для специальности 240502. 65 «Технология переработки пластмасс и эластомеров» для направления

Главная > Рабочая программа
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Энгельсский технологический институт (филиал) государственного

образовательного учреждения высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет»

Кафедра химической технологии

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине ОПД Ф 12 «Химия и физика полимеров»

для специальности 240502.65

«Технология переработки пластмасс и эластомеров»

для направления

240100.62 «Химическая технология и биотехнология»

Курс – 3 Всего – 204 часа

Семестр – 5, 6 Лекции – 51 час

Часов в неделю – 3 часа Лабораторные – 34 часа

Курсовая работа -7 семестр (ХТБТ) Практические -17 часов

Экзамен – 5, 6 семестр СРС – 102 часа

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры ХТ,

протокол № 1 от 31 августа 2010 г.

Зав. кафедрой, профессор Т.П. Устинова

Рабочая программа утверждена на заседании УМКС «ТПЭ»

протокол № 1 от 24 сентября 2010г.,

Председатель УМКС, профессор Т.П. Устинова

Рабочая программа утверждена на заседании УМКН «ХТБТ»

протокол № 1 от 04 октября 2010г.

Зам.председателя УМКН, профессор Т.П. Устинова

Саратов – 2010г.

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ,

ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1. Цель преподавания дисциплины

– знакомство студентов с основами науки о полимерах и ее важнейшими практическими приложениями;

– вооружить будущих специалистов – инженеров-технологов по переработке полимеров, эластомеров, химических волокон глубокими теоретическими знаниями и практическими навыками в данной области науки и практики, необходимыми для их производственной и научной деятельности.

1.2. Задачи изучения дисциплины

Задачи изучения дисциплины определяются тем кругом проблем, которые должен решать выпускник специальности 240502.65 и направления 240100.62 и заключаются в приобретении знаний, умений и навыков:

– об особенностях строения высокомолекулярных соединений;

– теории основных процессов синтеза полимеров;

– специфических свойств высокомолекулярных соединений, связанных с их строением; пластификации полимеров;

– о физических свойствах полимеров; фазовых и агрегатных состояниях; структурообразовании; деформационных свойствах;

– об особенностях растворов полимеров;

– понимание связи между строением и свойствами полимеров;

– о способах получения и свойствах основных типов полимеров.

1.3. Структурно-логическая связь с другими дисциплинами

При изучении дисциплины «Химия и физика полимеров» и для ее эффективного усвоения необходимо и целесообразно опираться на следующие дисциплины:

– высшая математика; физика; общая, органическая, физическая химия (особенно такие разделы, как термодинамика, кинетика, фазовое состояние и теория растворов) и коллоидная химия.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ СТУДЕНТОВ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Студент должен знать:

– основные понятия и определения химии и физики полимеров;

– структуру и классификацию полимеров;

– методы получения и структуру основных типов полимеров;

– влияние структуры на свойства материалов.

Студент должен уметь:

– использовать различные методы исследования для изучения свойств и структуры полимеров;

– обосновывать выбор технологических принципов получения основных типов полимеров.

3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ ЗАНЯТИЙ

№ модуля

№ недели

№ темы

Наименование темы

Часы

Всего

Лекций

Лаб. занятий

Практич. занятий

СРС

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Вводная лекция

2

2

1

Основные понятия о высокомолекулярных соединениях. Классификация, номенклатура

2

2

2

Цепные процессы образования макромолекул

39

8

-

3

29

2

3

Ступенчатые процессы образования макромолекул

23

3

10

10

4

Полимеризация циклических мономеров

16

1

10

5

5

Технические приемы синтеза полимеров. Основные характеристики промышленных полимеров

21

1

20

3

6

Макромолекулы и их физические свойства

9

4

4

1

7

Агрегатные, физические и фазовые состояния полимеров

16

8

5

3

4

8

Надмолекулярная структура полимеров

8

2

1

5

9

Деформационные и прочностные свойства полимеров

18

6

2

10

5

10

Набухание и растворение полимеров

11

4

4

-

3

11

Химические реакции высокомолекулярных соединений

23

6

10

-

7

12

Модификация полимеров

16

4

2

10

Итого

204

51

34

17

102

4. СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА

№ темы

Всего часов

№ лекции

Тема лекции.

Вопросы, отрабатываемые на лекции

1

2

3

4

5 семестр

2.

1.

Вводная лекция.

История развития химии ВМС. Значение работ русских и зарубежных ученых в развитии химии и физики ВМС. Высокомолекулярные соединения, их роль в природе и значение в народном хозяйстве. Отрасли промышленности, основанные на переработке ВМС (деревообрабатывающая, бумажная, кожевенная, текстильная промышленность, производство химических волокон, пластмасс, каучука, лаков, пленок и др.). Технико-экономические предпосылки и перспективы развития промышленности полимерных материалов. Место науки о полимерах, как самостоятельной фундаментальной области знаний среди других химических дисциплин.

1.

2.

2.

Основные понятия и определения: полимер, олигомер, макромолекула, мономерное звено, степень полимеризации, контурная длина цепи, молекулярные массы и молекулярно-массовые распределения (ММР). Важнейшие свойства полимерных веществ, обусловленные большими размерами, цепным строением, гибкостью макромолекул. Классификация полимеров в зависимости от происхождения, химического состава и строения основной цепи, в зависимости от топологии макромолекул. Другие классификационные признаки. Особенности ВМС, их отличие от низкомолекулярных соединений.

2.

2.

3.

Классификация основных методов получения полимеров. Классификация цепных полимеризационных процессов. Понятие о цепных реакциях. Механизмы реакции цепной полимеризации. Элементарные акты процесса цепной полимеризации. Скорость и энергия отдельных элементарных актов. Реакционная способность мономеров и радикалов.

2.

2.

4.

Радикальная полимеризация. Методы инициирования (термическая, фотохимическая, радиационная, электрохимическая). Инициаторы радикальной полимеризации. Окислительно-восстановительные системы. Рост и обрыв цепи. Реакция передачи цепи. Основы кинетики радикальной полимеризации. Уравнение общей скорости. Влияние различных факторов (температуры, концентрации мономеров и инициатора, давления) на скорость полимеризации и молекулярную массу образующегося полимера.

2.

2.

5.

Ионная полимеризация: виды ионной полимеризации, катализаторы ионной полимеризации. Строение ионов и их активность. Реакционная способность мономеров в реакциях ионной полимеризации. Катионная полимеризация. Катализаторы. Механизм процесса. Роль сокатализатора. Образование активного центра, рост и обрыв цепи. Скорость элементарных реакций. Реакции передачи цепи. Влияние природы растворителя, противоиона, условий проведения реакции на ее механизм. Ингибирование катионной полимеризации. Основы кинетики катионной полимеризации.

2.

2.

6.

Анионная полимеризация. Типы катализаторов. Механизм элементарных реакций образования активного центра, роста, обрыва цепи при анионной полимеризации. «Живые цепи». Радикал-анионы. Скорость элементарных реакций. Общая скорость процесса анионной полимеризации. Основы кинетики анионной полимеризации. Анионно-координационная полимеризация.

Понятие о стереорегулярных полимерах. Синтез оптически активных стереорегулярных полимеров. Полимеризация на гетерогенных стереоспецифических катализаторах.

Сополимеризация. Радикальная сополимеризация. Катионная сополимеризация. Механизм и основные закономерности процесса сополимеризации.

Привитые и блоксополимеры. Способы проведения процессов сополимеризации.

3.

2.

7.

Поликонденсация. Основные различия полимеризационных и поликонденсационных процессов. Типы реакций поликонденсации. Механизм равновесной поликонденсации. Влияние различных факторов на величину константы равновесия и молекулярную массу образующегося полимера. Кинетика равновесной поликонденсации. Неравновесная поликонденсация. Способы проведения.

3.

1.

8.

Ступенчатая полимеризация. Характеристика мономеров, способных вступать в реакцию, способы проведения ступенчатой полимеризации

4.

1.

8.

Полимеризация циклических мономеров. Термодинамика процесса. Влияние условий проведения реакции на равновесие «цикл – полимер»: механизм, кинетика, особенности полимеризации циклических мономеров.

5.

1.

9.

Технические приемы синтеза полимеров и характеристика основных промышленных полимеров (поликарбонаты, полистирол, полиолефины, поливинилхлорид, целлюлоза и ее производные, каучуки, полиэфирные, эпоксидные, фенол-формальдегидные).

6 семестр

6.

2.

10.

Конфигурация макромолекулы и конфигурационная изомерия. Стереоизомерия и стереорегулярные макромолекулы. Изотактические и синдиотактические полимеры. Ближний и дальний конфигурационный порядок.

6.

2.

11.

Конформационная изомерия и конформация макромолекулы. Гибкость макромолекулы, факторы, влияющие на нее. Свободно-сочлененная цепь как идеализированная модель гибкой макромолекулы. Средние размеры макромолекулы с учетом постоянства валентных углов. Энергетические барьеры внутреннего вращения. Связь гибкости макромолекул с их химическим строением.

7.

2.

12.

Фазовые и агрегатные состояния полимеров. Аморфные полимеры. Три физических состояния аморфных полимеров. Современные представления о застеклованном состоянии полимеров. Особенности полимерных стекол. Характер теплового движения в полимерах ниже температуры стеклования. Механизм процесса стеклования.

Высокоэластическое состояние полимеров. Характер теплового движения макромолекул выше температуры стеклования. Релаксационный характер перехода из высокоэластического состояния в застеклованное. Энергия активации процесса. Факторы, влияющие на температуру стеклования.

7.

2.

13.

Вязкотекучее состояние полимеров. Механизм вязкого течения. Реология расплавов полимеров. Анализ термомеханических кривых. Зависимость температуры вязкого течения от молекулярной массы. Аномалия вязкого течения. Формование изделий из полимеров в режиме вязкого течения.

7.

2.

14.

Кристаллические полимеры. Отличие кристаллического состояния низкомолекулярных и высокомолекулярных веществ. Степень кристалличности. Условия, необходимые для кристаллизации полимеров. Термодинамика кристаллизации. Специфика фазовых переходов первого рода у полимеров. Факторы, влияющие на температуру плавления.

Кинетика кристаллизации полимеров. Влияние температуры на процесс кристаллизации. Изотермы растяжения и молекулярный механизм «холодного течения» кристаллических полимеров и полимерных стекол при растяжении.

7.

2.

15.

Жидкокристаллическое состояние полимеров. Образование жидкокристаллических систем у жесткоцепных полимеров. Фазовые равновесия. Практическое значение жидкокристаллического состояния (для получения волокон, индикаторных систем и др.).

8.

2.

16.

Надмолекулярная организация аморфных полимеров и ее влияние на свойства полимерных тел. Надмолекулярная структура кристаллических полимеров. Современные методы исследования структуры полимеров.

9.

2.

17.

Деформационные свойства аморфных полимеров. Упругие деформации застеклованных полимеров. Вынужденная эластичность, ее предел. Механизм вынужденно-эластических деформаций. Термодинамика и молекулярный механизм высокоэластической деформации. Принцип температурновременной суперпозиции. Релаксационные спектры.

9.

2.

18.

Деформация кристаллических полимеров. Анализ деформационных кривых застеклованных и кристаллических полимеров.

9.

2.

19.

Прочностные свойства полимеров. Основные понятия и определения. Долговечность полимеров. Механизм разрушения полимерных материалов. Влияние надмолекулярных структур на механические свойства полимеров.

10.

2.

20.

Макромолекулы в растворах. Набухание полимеров. Факторы, определяющие набухание. Кинетика и термодинамика набухания. Растворимость полимеров. Термодинамический критерий растворимости. Фазовые диаграммы полимер – растворитель. Влияние различных факторов на термодинамику растворения полимеров. Критические температуры растворения.

10.

2.

21.

Термодинамическое поведение макромолекул в растворах и их особенности по сравнению с поведением молекул низкомолекулярных веществ. Разбавленные растворы полимеров. Современные теории растворов полимеров. Реологические свойства разбавленных растворов полимеров. Характеристическая вязкость. Влияние природы растворителя, молекулярной массы, температуры на характеристическую вязкость.

Концентрированные растворы полимеров. Значение изучения вязкости концентрированных растворов полимеров для технологии химических волокон.

Совместимость полимеров. Определение взаимной растворимости полимеров.

11.

2.

22.

Химические реакции, не приводящие к изменению степени полимеризации макромолекул. Особенности реакционной способности функциональных групп макромолекул.

Полимераналогичные превращения. Влияние макромолекулярного строения полимера на закономерности полимераналогичных превращений. Различные типы полимераналогичных превращений (реакции замещения, присоединения, отщепления, изомерии в полимерной цепи). Примеры использования полимераналогичных превращений для получения новых полимеров.

11.

2.

23.

Внутримолекулярные реакции. Полициклизация в полимерных цепях. Лестничные и полулестничные полимеры, методы их получения и особенности свойств. Термопревращение и карбонизация полимеров.

Межмакромолекулярные реакции. Взаимодействие полимеров с полифункциональными соединениями. Реакции структурирования полимеров. Изменение свойств полимеров в результате структурообразования.

11.

2.

24.

Деструкция полимеров. Химическая деструкция (гидролиз, алкоголиз, ацидолиз, окислительная деструкция). Деструкция полимеров в результате физических воздействий (механическая, фотохимическая, радиационно-химическая, термическая). Механизм и закономерности термической деструкции. Деполимеризация. Термоокислительная деструкция полимеров. Принципы стабилизации.

12.

2.

25.

Использование химических реакций макромолекул для химического и структурно-химического модифицирования полимерных материалов и изделий. Наполненные полимеры.

12.

2.

26.

Физическая модификация. Способы проведения физической и химической модификации. Пластификация, эластификация, легирование – механизм и связь со свойствами.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Рабочая программа по дисциплине опд р01 «Приоритетные химические технологии» 240502. 65 «Технология переработки пластмасс и эластомеров»

    Рабочая программа
    1.3. Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины: физика, дисциплины химического цикла, химия и физика полимеров, общая химическая технология, технология переработки полимеров, полимерное материаловедение.

Другие похожие документы..