ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета ЭХТ
_________ проф.
"_____"____________ 200_ г.
Рабочая программа
дисциплины
«Технология пластических масс и композиционных материалов»
для специальности 240502 – «Технология пластических масс и эластомеров»
специализация – «Технология пластических масс»
направление 240500 – «Химия высокомолекулярных соединений»
Программа рассмотрена
на заседании кафедры ТПП протокол № от ”____”_________________ 200_ г.
Заведующий кафедрой, проф. ________________________________
на заседании методической комиссии по образованию в области экологии и химической технологии
Протокол № от ”____”____________ 200_ г.
Председатель методической комиссии, доц. ____________________
Воронеж 200_ г.
1. Цели и задачи дисциплины.
Цель курса - изучение основ производства пластических масс и композиций на их основе.
Основными задачами изучения дисциплины являются:
- ознакомление с основными способами производства смол, полимеров и пластмасс, их свойствами и особенностями применения в различных отраслях промышленности;
- приобретение студентами теоретических знаний химических процессов синтеза полимеров и особенностей получения пластмасс и полимерных композиций, а также методов модификации полимеров с целью повышения качества;
- приобретения студентами практических навыков по определению технологических и физико-механических свойств пластмасс.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплин
В результате изучения курса студенты должны квалифицированно разбираться в свойствах, особенностях переработки и применения полимерных материалов.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
Виды учебной работы | Всего часов | Семестр 7 |
Общая трудоемкость дисциплины | 170 | 170 |
Аудиторные занятия | 93,5 | 93,5 |
Лекции | 34 | 34 |
Практические занятия (ПЗ) | 8,5 | 8,5 |
Семинары (С) | ||
Лабораторные работы (ЛР) | 51 | 51 |
И (или) другие виды аудиторных занятий | ||
Коллоквиум | 15 | 15 |
Самостоятельная работа | 76,5 | 76,5 |
Проработка материалов по конспекту лекций | 0,5×34 = 17ч. | 17 |
Проработка материалов по учебнику | 100 с. = 6,25 п. л. 1,6×6,25 = 10ч. | 10 |
Оформление отчетов по лабораторным работам (всего 12 работ) | 2×0,5×12 = 12ч. | 12 |
Подготовка к коллоквиуму (2 коллоквиума): -проработка конспекта лекций -изучение материалов по учебнику 80с. = 5 п. л. | 0,5×16 = 8ч. 2×5 = 10ч. | 18 |
Подготовка к практическим занятиям | 48с. = 3 п. л.. 1,5×3 = 4,5ч. | 4,5 |
И (или) другие виды самостоятельной работы | ||
Вид итогового контроля (зачет, экзамен) | зачет, экзамен | зачет, экзамен |
4. Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Раздел дисциплины | Лекции | ПЗ | ЛЗ |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Введение | 2 | - | ||
1. | Полиолефины | 4 | 1,5 | 4 |
2. | Полистирол и его сополимеры | 4 | 1 | 4 |
3. | Хлорированные непредельные углеводороды | 3 | 1 | 4 |
4. | Фторированные непредельные углеводороды | 2 | 0,5 | 4 |
5. | Полимеры и сополимеры на основе акриловой и метакриловой кислот и их производных | 2 | 0,5 | 4 |
6. | Полимеры и сополимеры на основе поливинилацетата и поливинилового спирта | 2 | 0,5 | 5 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
7. | Фенолоформальдегидные смолы и пластмассы на их основе | 4 | 1 | 4 |
8. | Амидоальдегидные смолы и пластмассы на их основе | 3 | 0,5 | 6 |
9. | Полиамиды | 3 | 0,5 | 4 |
10. | Сложные полиэфиры | 3 | 0,5 | 4 |
11. | Полиуретаны | 1 | 0,5 | 4 |
12. | Эпоксидные смолы | 1 | 0,5 | 4 |
4.2 Содержание разделов дисциплины
4.2.1Основное содержание лекционного курса.
Введение.
Основные понятия технологии пластических масс. Общие закономерности и способы проведения синтеза полимеров.
1. Полиолефины.
Полиэтилен (ПЭ). Производство ПЭ при высоком, низком и среднем давлении. Структура, свойства и модификация ПЭ. Методы переработки ПЭ и его сополимеров. Область применения.
Полипропилен (ПП). Производство ПП, его свойства, способы переработки и область применения.
2. Полистирол (ПС) и его сополимеры.
Способы получения ПС и его сополимеров. Структура, свойства, область применения. Ударопрочный ПС, АБС-пластик, сополимеры - СН, МС, МСН. Области применения сополимеров и особенности их переработки.
3. Хлорированные непредельные углеводороды.
Поливинилхлорид (ПВХ). Особенность полимеризации винилхлорида. Методы производства ПВХ, физико-химические свойства и стабилизация ПВХ. Винипласт, пластикат, пластизоль. Перхлорвинил, поливинилхлорид.
4. Фторированные непредельные углеводороды.
Фторопласты – производство, свойства и применение фторопласт-4, фторопласт-3, поливинилизофторид. Особенности переработки фторопластов.
5. Полимеры и сополимеры на основе акриловой и
метакриловой кислот и их производных.
Особенности производства акрилатов. Полиметилметакрилат, литьевые и экструзионные марки. Органическое стекло. Полиакрилонитрил. Свойства, переработка и применение акрилатов.
6. Полимеры и сополимеры на основе поливинилацетата и
поливинилового спирта.
Особенности полимераналогичных превращений поливинилового спирта. Поливинилацетали, их свойства и переработка.
7. Фенолоформальдегидные смолы и пластмассы на их основе.
Закономерности конденсации, производство новолачных и резольных смол, свойства и области применения, фенопласты. Рецептура пресс-порошков. Слоистые пластики. Текстолит. Гетинакс. Прессматериалы с волокнистым наполнителем. Фаолит.
8. Амидоальдегидные смолы и пластмассы на их основе.
Особенности взаимодействия мочевины, меланина с формальдегидом. Отверждение смол. Производство пресспорошковых, ассортимент. Декоративные слоистые пластики. Свойства и области применения аминопластиков.
9. Полиамиды.
Исходные продукты для получения полиамидов. Классификация полиамидов. Смешанные полиамиды. Химические свойства и теплостабильность полиамидов. Свойства, переработка и область применения полиамидов. Полиимиды.
10. Сложные полиэфиры.
Особенности получения, свойства и применение ненасыщенных полиэфирных смол. Композиции холодного или горячего отверждения. Полиэтилентерефталат, поликарбонат, полиакрилаты. Переработка и применение полиэфиров.
11. Полиуретаны.
Особенности получения ПУ линейной и трехмерной структуры. Пенополиуританы. Переработка и применение ПУ.
12. Эпоксидные смолы.
Особенности получения и отверждения эпоксидных смол, прессматериалы. Свойства, переработка и особенности применения.
4.2.2Основное содержание практического курса.
1. Расчет полимерной смеси для приготовления композитов.
2. Рассмотрение марочного ассортимента пластмасс.
4.2.3Основное содержание лабораторного курса.
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ |
1 | 1 | Определение показателя текучести расплава термопластов. |
2 | 2 | Определение объемных характеристик полимерных материалов. |
3 | 3 | Определение содержания влаги и летучих веществ. |
4 | 4 | Определение гранулометрического состава пластмасс. |
5 | 5 | Определение усадки полимерных материалов. |
6 | 6 | Определение плотности полимерных материалов. |
7 | 7 | Определение водопоглощения пластмасс. |
8 | 8 | Определение теплофизических характеристик пластмасс. |
9 | 9 | Определение коэффициента теплопроводности полимерных материалов. |
10 | 10 | Определение удельного объемного и удельного поверхностного электрических сопротивлений полимеров. |
11 | 11 | Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла электрических потерь. |
12 | 12 | Испытание пластмасс на истирание. |
5. Формы и содержание текущего, промежуточного и итогового контроля
5.1. Текущий контроль.
Защита лабораторных работ, рейтинговая оценка знаний студентов.
5.2. Промежуточный контроль.
Проведение двух коллоквиумов по лекционному курсу.
Вопросы на 1 коллоквиум.
1. Производство полиэтилена низкой плотности в массе при высоком давлении. Свойства и применение полиэтилена. Свойства и применение сополимеров этилена. Свойства и применение модифицированного полиэтилена.
2. Производство полиэтилена высокой плотности в растворе при среднем давлении. Свойства и применение полиэтилена. Свойства и применение полиэтилена. Свойства и применение модифицированного полиэтилена.
3. Производство полиэтилена высокой плотности в растворе при низком давлении. Свойства и применение полиэтилена. Свойства и применение полиэтилена. Свойства и применение модифицированного полиэтилена. Свойства и применение модифицированного полиэтилена.
4. Производство полипропилена. Свойства и применение полипропилена. Свойства и применение других полиолефинов.
5. Производства блочного и ударопрочного ПС непрерывным методом. Свойства и применение полистирола, сополимеров стирола и пенополистирола. Свойства и применение полистирола, ударопрочного полистирола и АБС-сополимеров.
6. Производство полистирола и сополимеров стирола в суспензии. Свойства и применение полистирола, сополимеров стирола и пенополистирола. Свойства и применение полистирола, ударопрочного полистирола и АБС-сополимеров.
7. Производство полистирола для вспенивания блочно-суспензионным методом. Производство ударопрочного полистирола блочно-суспензионным методом. Свойства и применение полистирола, сополимеров стирола и пенополистирола.
8. Производство полистирола в эмульсии. Свойства и применение полистирола, сополимеров стирола и пенополистирола. Свойства и применение полистирола, ударопрочного полистирола и АБС-сополимеров.
9. Производство АБС-сополимеров в эмульсии. Свойства и применение полистирола, сополимеров стирола и пенополистирола. Свойства и применение полистирола, ударопрочного полистирола и АБС-сополимеров.
10.Производство пенополистирола. Свойства и применение полистирола, сополимеров стирола и пенополистирола. Свойства и применение полистирола, ударопрочного полистирола и АБС-сополимеров.
Вопросы на 2 коллоквиум.
1. Производство поливинилхлорида в массе. Свойства и применение жесткого поливинилхлорида. Свойства и применение мягкого поливинилхлорида. Свойства и применение пенополивинилхлорида. Свойства и применение хлорированного поливинилхлорида. Свойства и применение сополимеров винилхлорида.
2. Производство поливинилхлорида в суспензии. Свойства и применение жесткого поливинилхлорида. Свойства и применение мягкого поливинилхлорида. Свойства и применение пенополивинилхлорида. Свойства и применение хлорированного поливинилхлорида. Свойства и применение сополимеров винилхлорида.
3. Производство поливинилхлорида в эмульсии. Свойства и применение жесткого поливинилхлорида. Свойства и применение мягкого поливинилхлорида. Свойства и применение пенополивинилхлорида. Свойства и применение сополимеров винилхлорида.
4. Производство жесткого поливинилхлорида. Свойства и применение жесткого поливинилхлорида. Свойства и применение мягкого поливинилхлорида. Свойства и применение пенополивинилхлорида. Свойства и применение сополимеров винилхлорида.
5. Производство мягкого поливинилхлорида. Свойства и применение жесткого поливинилхлорида. Свойства и применение мягкого поливинилхлорида. Свойства и применение пенополивинилхлорида. Свойства и применение сополимеров винилхлорида.
6. Производство пенополивинилхлорида. Свойства и применение жесткого поливинилхлорида. Свойства и применение мягкого поливинилхлорида. Свойства и применение пенополивинилхлорида. Свойства и применение сополимеров винилхлорида.
7. Производство политетрафторэтилена и сополимеров тетрафторэтилена в суспензии и эмульсии. Свойства и применение политетрафторэтилена и сополимеров тетрафторэтилена. Свойства и применение политрифторхлорэтилена и сополимеров трифторхлорэтилена. Свойства и применение поливинилфторида, поливинилиденфторида и сополимеров винилиденфторида.
8. Производство политрифторхлорэтилена и сополимеров трифторхлорэтилена в суспензии. Свойства и применение политетрафторэтилена и сополимеров тетрафторэтилена. Свойства и применение политрифторхлорэтилена и сополимеров трифторхлорэтилена. Свойства и применение поливинилфторида, поливинилиденфторида и сополимеров винилиденфторида.
9. Производство поливинилфторида и сополимеров винилфторида в эмульсии. Свойства и применение политетрафторэтилена и сополимеров тетрафторэтилена. Свойства и применение политрифторхлорэтилена и сополимеров трифторхлорэтилена. Свойства и применение поливинилфторида, поливинилиденфторида и сополимеров винилиденфторида.
10.Производство поливинилиденфторида и сополимеров винилиденфторида в суспензии. Свойства и применение политетрафторэтилена и сополимеров тетрафторэтилена. Свойства и применение политрифторхлорэтилена и сополимеров трифторхлорэтилена. Свойства и применение поливинилфторида, поливинилиденфторида и сополимеров винилиденфторида.
11.Производство полиметилметакрилата в массе (органическое стекло). Свойства и применение полиметилметакрилата и сополимеров метилметакрилата.
12.Производство полиметилметакрилата и сополимеров метилметакрилата в суспензии. Свойства и применение полиметилметакрилата и сополимеров метилметакрилата.
13.Производство поливинилацетата в растворе. Свойства и применение поливинилацетата.
14.Производство поливинилового спирта. Свойства и применение поливинилового спирта.
15.Производство поливинилацеталей. Свойства и применение поливинилацеталей.
Самоподготовка (самостоятельное изучение разделов, проработка и повторение лекционного материала и материала учебников, учебных пособий, подготовка к лабораторным занятиям и др.).
5.3. Итоговый контроль.
5.3.1.Зачет.
Вопросы на зачет.
1. Основные положения теории течения термопластов. Вычисление индекса течения, напряжения сдвига, скорости и эффективной вязкости. Конструкция и принцип работы прибора ИИРТ.
2. Методы определение содержания летучих и влаги, гранулометрического состава, сыпучести и коэффициента уплотнения формовочных масс, сущность методов.
3. Основные методы определения плотности, их сущность. Определение плотности, насыпной плотности и удельного объема полимерных материалов.
4. Основные методы определения водопоглощения в холодной и кипящей воде, бензино - и маслостойкости различных полимеров. Снятие кинетических кривых водо-, спирто-, и бензинопоглощения полимеров. Вычисление коэффициента диффузии указанных жидкостей в полимеры.
5. Различные методы определения теплостойкости. Конструкция и работа приборов для определения теплостойкости по Вика и по Мартенсу. Изменение свойств полимерных материалов при нагревании.
6. Метод определения теплопроводности. Закон Фурье. Конструкция и принцип работы прибора для определения теплопроводности.
7. Методы определения износостойкости и коэффициента трения различных полимерных материалов. Влияние нормального давления на коэффициент трения и износостойкость полимеров. Конструкция и принцип действия машины МИ-2. Определение показателя истирания, удельного показателя истирания и коэффициента трения со смазкой и без смазки различных полимерных материалов.
8. Методы определения удельного объемного и удельного поверхностного электрического сопротивления. Электропроводность полимерных материалов.
5.3.2.Экзамен.
Вопросы на экзамен.
1. Производство полиэтилена низкой плотности в массе при высоком давлении.
2. Производство полиэтилена высокой плотности в растворе при среднем давлении.
3. Производство полиэтилена высокой плотности в растворе при низком давлении.
4. Производство полипропилена.
5. Производства блочного и ударопрочного ПС непрерывным методом.
6. Производство полистирола и сополимеров стирола в суспензии.
7. Производство полистирола для вспенивания блочно-суспензионным методом.
8. Производство ударопрочного полистирола блочно-суспензионным методом.
9. Производство полистирола в эмульсии.
10.Производство АБС-сополимеров в эмульсии.
11.Производство пенополистирола.
12.Производство поливинилхлорида в массе.
13.Производство поливинилхлорида в суспензии.
14.Производство поливинилхлорида в эмульсии.
15.Производство жесткого поливинилхлорида.
16.Производство мягкого поливинилхлорида.
17.Производство пенополивинилхлорида.
18.Производство политетрафторэтилена и сополимеров тетрафторэтилена в суспензии и эмульсии.
19.Производство политрифторхлорэтилена и сополимеров трифторхлорэтилена в суспензии.
20.Производство поливинилфторида и сополимеров винилфторида в эмульсии.
21.Производство поливинилиденфторида и сополимеров винилиденфторида в суспензии.
22.Производство полиметилметакрилата в массе (органическое стекло).
23.Производство полиметилметакрилата и сополимеров метилметакрилата в суспензии.
24.Производство поливинилацетата в растворе.
25.Производство поливинилового спирта.
26.Производство поливинилацеталей
27.Периодический метод производства новолачных смол
28.Непрерывный метод производства новолачных смол
29.Твердые резольные смолы и растворы
30.Водоэмульсионные резольные смолы
31.Фенолоспирты.
32.Производство пресс-порошков непрерывным методом
33.Производство пресс-материалов с волокнистым наполнителем
34.Производство пресс-материалов с листовым наполнителем
35.Производство мочевиноформальдегидной смолы периодическим методом.
36.Производство мочевиноформальдегидной смолы непрерывным методом.
37.Производство порошкообразных пресс-материалов на основе мочевиноформальдегидной смолы мокрым способом.
38.Производство порошкообразных пресс-материалов на основе меламиноформальдегидной смолы периодическим методом.
39.Производство смолистых пластиков на основе мочевиномеламиноформальдегидных смол и листовых наполнителей.
40.Производство полиамидов
41.Производство полиэтилентерефталата (лавсана)
42.Производство поликарбонатов
43.Производство полиакрилатов.
44.Получение линейных полиуретанов
45.Получение жидких литьевых форполимеров
46.Получение пенополиуретанов.
47.Производство эпоксидных смол
48.Свойства и применение полиэтилена.
49.Свойства и применение сополимеров этилена.
50.Свойства и применение модифицированного полиэтилена.
51.Свойства и применение полипропилена.
52.Свойства и применение других полиолефинов.
53.Свойства и применение полистирола, сополимеров стирола и пенополистирола.
54.Свойства и применение полистирола, ударопрочного полистирола и АБС-сополимеров.
55.Свойства и применение жесткого поливинилхлорида.
56.Свойства и применение мягкого поливинилхлорида.
57.Свойства и применение пенополивинилхлорида.
58.Свойства и применение хлорированного поливинилхлорида.
59.Свойства и применение сополимеров винилхлорида.
60.Свойства и применение политетрафторэтилена и сополимеров тетрафторэтилена.
61.Свойства и применение политрифторхлорэтилена и сополимеров трифторхлорэтилена.
62.Свойства и применение поливинилфторида, поливинилиденфторида и сополимеров винилиденфторида.
63. Свойства и применение полиметилметакрилата и сополимеров метилметакрилата.
64.Свойства и применение поливинилацетата.
65.Свойства и применение поливинилового спирта.
66.Свойства и применение поливинилацеталей.
67.Свойства и применение новолачных смол.
68.Свойства и применение резольных смол.
69.Свойства и применение пресс-порошков.
70.Свойства и применение пресс-материалов с волокнистым наполнителем
71.Свойства и применение пресс-материалов с листовым наполнителем.
72.Применение амидоальдегидных смол
73.Свойства и применение пресс-порошков.
74.Свойства и применение слоистых пластиков
75.Свойства и применение полиамидов
76.Свойства и применение полиэтилентерефталата
77.Свойства и применение поликарбонатов.
78.Свойства и применение полиакрилатов.
79.Свойства и применение полиуретанов
80.Свойства и применение эпоксидных смол.
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
6.1. Основная литература:
1. Николаев пластических масс. – Л. «Химия», - 1977, с368.
2. Миндлин производства полимеров и пластических масс на их основе. – Л. «Химия» - 1973, 352с.
3. Технология пластических масс. Под ред. . – М. «Химия», 1976, 606с.
6.2. Дополнительная литература:
1. Николаев полимеры и пластические массы на их основе. – М. Л. «Химия», 1966г.
2. Справочник по пластическим массам. Изд. 2-е пер. доп. Т.1 под ред. и др. – М. «Химия», 1978, 568с.
3. , Балаева массы, свойства и применение. Справочник изд. 3-е, перераб. – Л. «Химия», 1978, 384с.
4. , Балаева материалы: Справочник. – Л.: химия, 1985,448с.
5. , Шульгина пластических масс (для техникумов) Л.: Химия, 1982, 328с.
6. Вторичное использование полимерных материалов. – М.: Химия. 1985, 192с.
6.3. Методические материалы преподавателю:
Плакаты, таблицы, рисунки, образцы изделий, нормативно-техническая документация, спецификации, конструкторско-технологические карты.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 655111 – «Химия высокомолекулярных соединений», подготовки дипломированного специалиста по специальности 250600 – «Технология пластических масс и эластомеров».
Программу составил ст. преп.
Расчет объема СРС
по дисциплине
«Технология пластических масс и композиционных материалов»
(цикл ОПД) – 7 семестр.
Другие виды аудиторных занятий
Коллоквиум (2 коллоквиума) в ч. – 15.
Проработка текстовых материалов.
Проработка материалов по конспекту лекций:
Объем в ч. – 34.
Время на проработку – 0,5×34 = 17ч.
Проработка материалов по учебнику:
Объем текстов в учебнике – 100 с. = 6,25 п. л.
Время на изучение материалов– 1,6×6,25 = 10ч.
Подготовка к коллоквиуму (2 коллоквиума):
Проработка конспекта лекций:
Объем в ч. – 16.
Время на проработку – 0,5×16 = 8ч.
Изучение материалов по учебнику:
Объем текста в учебнике. – 80с. = 5 п. л.
Время на проработку – 2×5 = 10ч.
Подготовка к практическим занятиям:
Объем текста в учебнике. – 48с. = 3 п. л..
Время на проработку – 1,5×3 = 4,5ч.
Оформление отчетов по лабораторным работам (всего 12 работ):
Объем текста по одной лабораторной работе 2с. А4
Время на проработку – 2×0,5×12 = 12ч.
Полный средний объем СРС.
15+17+10+8+10+4,5+12=76,5 ч.
По учебному плану на долю СРС по данной дисциплине приходится 76,5 ч.
Вывод:
Объем СРС, предлагаемый студентам по данной дисциплине находится в пределах выделяемых по учебному плану часов.
Анализ и расчеты выполнил ст. преп.
