Наименование дисциплины: Высокомолекулярные соединения

Наименование дисциплины: Высокомолекулярные соединения

Направление подготовки: 230700 Прикладная информатика

Профиль подготовки: Прикладная информатика в химии

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Автор: к. х.н., доцент, доцент кафедры органической и биологической химии

1. Целью дисциплины "Высокомолекулярные соединения" является знакомство студентов с основами науки о полимерах и ее важнейшими практическими приложениями, знание которых необходимо каждому химику, независимо от его последующей узкой специализации.

Объективная основа формирования фундаментальной научной дисциплины "Высокомолекулярные соединения" заключается в том, что полимерное состояние - особая форма существования веществ, которая в основных физических и химических проявлениях качественно отличается от низкомолекулярных веществ. Поэтому главное внимание в курсе уделяется рассмотрению основных свойств высокомолекулярных соединений отличных от свойств низкомолекулярных веществ. С одной стороны, большие размеры и цепное строение макромолекул обуславливают появление ряда важных специфических свойств, которые определяют практическую ценность полимеров как материалов, а также их биологическое значение. С другой стороны, химические превращения и синтез полимеров осуществляются в результате ряда обычных химических реакций, хорошо известных из органической химии низкомолекулярных соединений. Однако, участие в этих реакциях макромолекул, макрорадикалов, макроионов вносит качественно новые аспекты в рассмотрение обычных химических реакций.

2. Дисциплина «Высокомолекулярные соединения» относится к дисциплинам по выбору вариативной части профессионального цикла Б3 и основывается на знаниях, полученных студентами при изучении дисциплин “Общая и неорганическая химия”, “Аналитическая химия”, “Органическая химия”, “Физическая химия”, “Биохимия и молекулярная биология”. Знания, полученные студентами при изучении дисциплины "Высокомолекулярные соединения" используются обучаемыми при изучении общепрофессиональных и специальных дисциплин химического направления “Основы химической технологии”, “Промышленные технологии синтеза органических и неорганических веществ”, “Компьютерное моделирование технологических процессов и информационные системы в химической технологии”, “Химия природных соединений”.

3. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- классификацию высокомолекулярных соединений; строение, способы получения и свойства;

- методы и механизмы синтеза высокомолекулярных соединений;

- структурные характеристики, химические свойства и химические превращения полимеров;

- важнейшие представители природных и синтетических высокомолекулярных веществ;

- экологические аспекты химии полимеров.

Уметь:

- использовать в своей работе справочную, научную и научно-популярную литературу, быть подготовленными к самостоятельному анализу и приобретению новых химических знаний;

- обращаться с основными приборами, химическим оборудованием, химической посудой; выполнять основные лабораторные операции; выполнить любые химические расчеты.

Владеть:

- навыками синтеза высокомолекулярных соединений;

- навыками определения структуры и основных физических свойств полимерных материалов.

4. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

5. Содержание дисциплины:

№ п/п	Раздел дисциплины
1.	Введение. Основные понятия и определения: полимер, олигомер, макромолекула, мономерное звено, степень полимеризации, контурная длина цепи. Молекулярные массы и молекулярно-массовые распределения. Усредненные (средние) молекулярные массы (среднечисловая, средневесовая). Нормальное (наиболее вероятное) распределение. Важнейшие свойства полимерных веществ, обусловленные большими размерами, цепным строением и гибкостью макромолекул. Роль полимеров в живой природе и их значение как промышленных материалов. Предмет и задачи науки о высокомолекулярных соединениях (полимерах). Место науки о полимерах как самостоятельной фундаментальной области знания среди других фундаментальных химических дисциплин. Её роль в научно-техническом прогрессе и основные исторические этапы ее развития
2.	Важнейшие представители природных и синтетических высокомолекулярных веществ Органические, элементоорганические и неорганические полимеры.
3.	Классификация полимеров в зависимости от происхождения, химического состава и строения основной цепи, в зависимости от топологии макромолекул. Линейные, разветвленные, лестничные и сшитые полимеры. Гомополимеры, сополимеры, блок-сополимеры, привитые сополимеры. Гомоцепные и гетероцепные полимеры.
4.	Классификация основных методов получения полимеров. Синтез полимерных материалов и аспекты их практического использования
5.	Структурные характеристики, химические свойства и химические превращения полимеров. Модификация полимеров.
6.	Макромолекулы и их поведение в растворах. Термодинамический критерий растворимости и доказательство термодинамической равновесности растворов. Фазовые диаграммы систем полимер-растворитель. Критические температуры растворения. Термодинамическое поведение макромолекул в растворе и его особенности по сравнению с поведением молекул низкомолекулярных веществ.
7.	Структура макромолекул. Анизотропия молекулярных размеров и межатомных взаимодействий. Полидисперсность. Гибкость и конформация макромолекул. Равновесные конформации. Статистические характеристики макромолекул.
8	Структура аморфных полимеров. Два типа элементарных структурных образований: глобулы и фибриллы. Пачечная теория. Флуктуационная модель структуры аморфного полимера. Дифракционные исследования аморфных полимеров (рентгенография, нейтронография). Доменная структура аморфных полимеров. Современные представления о структуре аморфных полимеров.
9	Структура кристаллических полимеров. Общие представления об особенностях кисталлизации и кристаллическом состоянии полимеров. Необходимые и достаточные условия кристаллизации полимеров. Изотермическая кристаллизация. Процессы зародышеобразования. Механизм роста кристаллов. Вторичная кристаллизация. Влияние температуры кристаллизации и термической предыстории на скорость фазового превращения и структуру кристаллических полимеров.
10	Рекристаллизация полимеров. Кристаллы со сложенными и вытянутыми цепями. Монокристаллы. Сферолиты. Особенности строения; механизм роста. Структура кристаллических ориентированных полимеров. Принципы структурной модификации кристаллических полимеров. Жидкокристаллические полимеры. Особенности строения и свойств. Классификация.

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а)основная литература:

1. Семчиков соединения: Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Академия, - 2003, - 366с.

б)дополнительная литература:

1.. , Шершнев и физика полимеров: Учебник для вузов.-М.: Высшая школа,-1988.-311.

2. Шур соединения: Учебник для химических факультетов университетов.3-е изд. Перераб. и доп.-М.: Высшая школа,-1981.-656с.

3. Киреев соединения: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа,-1992.-512с.

4. , , Кашаева в химию полимеров: Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа,-1988.-148с.

5. Энциклопедия полимеров: В 3 т. М.:БСЭ,1977.Т.1-3

6. Химическая энциклопедия: В 5 т. М.:БРЭ, .Т.1-5.

7. Elias H. G. An Introduction to Polymer Science. Weinheim:Wiley.-1997,-492с.

8. Тагер -химия полимеров: Учебник для вузов.3-е изд. - М.: Химия, 1978.-544с.

9. Практикум по высокомолекулярным соединениям: Учебное пособие/Под ред. -М.:Химия,1987.-224

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Самостоятельная работа студентов связана с активным использованием компьютерных баз данных для подготовки рефератов по темам. Поиск студентами литературы осуществляется с использованием следующих электронных информационных ресурсов:

а) поисковые системы библиографической информации:

Библиотека Ярославского госуниверситета – htth://www. lib. uniyar. *****

Институт научной информации – http://www. wos. *****/wos/ciw. cgi

Международная академическая издательская компания «Наука – Интерпериодика» – http://www. *****

Научная электронная библиотека – http://www. *****

Поиск библиографии – http://www. /srsapp

б) сайты крупных органов научной информации и библиотек России, на которых бывает открыт полнотекстовый доступ к российским и зарубежным журналам:

Библиотека по естественным наукам РАН – http://www. ***** Библиотека Российской академии наук – http://www. *****

ВИНИТИ – http://www. viniti. *****

Государственная Публичная Научно-техническая библиотека России – http://www. *****

Российская государственная библиотека – http://www. *****

Российская национальная библиотека – http://www. *****

в) с описанием изданий (журналы, монографии, энциклопедии и пр.) крупных зарубежных научных издательств можно ознакомиться на их сайтах:

Academic Press и Elsevier – http://www.

Blackwell – http://www.

Cambridge University Press – http://www. journals. cup.org

J. Willey Interscience – http://www. interscience.

Kluwer – http://www. wkap.nl

Oxford University Press – http://www. oup. co.uk

Springer Verlag – http://www.