ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
М2.В.4 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ
Направление 240100 – химическая технология
Магистерская программа – 240100.14 - химическая технология переработки пластических масс и композиционных материалов
Квалификация специалиста – магистр техники и технологии
Форма обучения очная
Курс - пятый
Вид занятий, ч | Семестр 7 |
Лекции Лабораторные работы Практические занятия Экзамен Самостоятельная работа | 6 12 12 36 42 |
Итого | 108 |
Зачетные единицы | 3 |
Разработчик программы ___________________доц., к. т.н.
Екатеринбург 2012 г.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1. Основы технологии производства полимерных материалов
1.1. История развития и современное состояние производства полимеров.
Некоторые сведения из истории развития и современный уровень производства полимерных материалов.
Классификация полимеров по способу синтеза и по отношению к нагреванию. Общие физико-механические свойства полимеров.
1.2. Технические способы производства полимеров.
Технические способы проведения реакций полимеризации (в массе, в растворе, эмульсионная, суспензионная). Технические способы проведения реакций поликонденсации (в растворе, в расплаве, на границе раздела фаз, в твердой фазе).
Выпускные и товарные формы полимеров.
Основное оборудование для производства полимеров (устройство реактора, его оснастка, перемешивающие устройства).
Качество сырья и продукции.
Классификация химических веществ по степени токсичности.
1.3. Ингредиенты полимерных материалов.
Связующие, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, сшивающие агенты, структурообразователи, порообразователи, смазывающие вещества, антипирены, антистатики и др.
1.4. Основные виды полимерных материалов.
Пластические массы, армированные пластики, газонаполненные пластики, эластомеры, лакокрасочные материалы, клеи и герметики, волокна, ионообменные смолы.
2. Закономерности и особенности технологии производства полимеров, получаемых по реакции полимеризации.
2.1. Непрерывные способы производства крупнотоннажных полимеров.
Полимеры непредельных углеводородов
Полиэтилен. Характеристика основного и вспомогательного сырья. Закономерности синтеза полиэтилена радикальной и ионной полимеризацией. Производство полиэтилена при высоком давлении в трубчатом реакторе и в автоклаве с мешалкой, суспензионной и газофазной полимеризацией при низком давлении, технологические схемы процессов, технологические режимы и контроль производства Свойства и применение полиэтилена.
Полипропилен. Характеристика сырья. Производство полипропилена. Технологическая схема, режимы и контроль производства. Свойства и применение полипропилена.
Сополимеры этилена с другими мономерами. Получение, свойства и применение сополимеров этилена.
Условия безопасного ведения процессов при производстве полиолефинов.
Полимеры непредельных ароматических углеводородов
Полистирол. Характеристика сырья. Особенности полимеризации стирола. Производство полистирола блочным, суспензионным и эмульсионным способами. Технологические схемы производства, режимы и контроль. Свойства и применение полимера.
Сополимеры стирола. Ударопрочный полистирол, АБС-пластик и другие сополимеры. Получение, свойства и применение.
Пенополистирол. Получение пенополистирола беспрессовым, экструзионным и прессовым способами. Свойства и применение пенополистирола.
Условия безопасного ведения процессов при производстве полистирольных пластиков.
Полимеры галогенпроизводных непредельных углеводородов
Поливинилхлорид. Характеристика сырья. Особенности процессов полимеризации винилхлорида. Получение поливинилхлорида суспензионным, эмульсионным способами и полимеризацией в массе. Технологические схемы производства, режимы, контроль процессов. Сополимеры винилхлорида. Свойства и применение поливинилхлорида, сополимеров винилхлорида.
Мягкие и жесткие материалы на основе поливинилхлорида (пластикат, ПВХ пасты, винипласт), их состав, производство, свойства и применение.
Условия безопасного ведения процессов при производстве ПВХ и материалов на его основе.
2.2. Периодические и непрерывные способы производства средне-тоннажных полимеров.
Полимеры производных акриловой и метакриловой кислот
Полиакрилаты на основе эфиров акриловой и метакриловой кислот. Полиметилметакрилат. Характеристика сырья. Особенности полимеризации эфиров акриловой и метакриловой кислот. Производство полиакрилатов и полиметакрилатов блочным, суспензионным и эмульсионным способами. Технологические схемы производства, режимы и контроль процессов. Свойства и применение полиакрилатов и полиметакрилатов. Условия безопасного ведения процессов при производстве полиакрилатов.
Полимеры сложных виниловых эфиров
Поливинилацетат. Характеристика сырья. Особенности полимеризации винилацетата. Производство поливинилацетата в растворе, в эмульсии, в суспензии. Технологические схемы производства, режимы и контроль процессов. Свойства и применение поливинилацетата. Условия безопасного ведения процессов при производстве поливинилацетата.
3. Закономерности и особенности технологии производства полимеров, получаемых по реакции поликонденсации
3.1. Периодические и непрерывные способы производства термореактивных полимеров.
Фенолоформальдегидные олигомеры и полимеры
Характеристика сырья, приемка и хранение сырья на предприятии. Закономерности синтеза и отверждения новолачных и резольных фенолоформальдегидных олигомеров. Влияние условий синтеза и функциональности фенольного сырья на свойства олигомеров. Технологические схемы производства (периодический и непрерывный способы) новолачных и резольных олигомеров, технологические режимы и контроль производства. Сухие, водоэмульсионные, лаковые резольные смолы, фенолоспирты. Марки смол. Фенолофурфурольные, резорциноформальдегидные олигомеры. Модифицированные фенольные смолы (маслорастворимые и совмещенные фенольные смолы). Свойства и применение фенольных смол. Условия безопасного ведения процессов при производстве фенольных олигомеров и полимеров.
Фенопласты. Пресспорошки. Технологическая схема производства пресспорошков суховальцовым способом. Технологические свойства пресспорошков. Свойства и применение пресспорошков. Прессматериалы с волокнистым наполнителем (волокнит, асбоволокнит, фаолит), технологические схемы производства, режимы и контроль процессов. свойства и применение. Прессматериалы с листовым наполнителем. Газонаполненные фенопласты на основе резольных и новолачных смол, производство, свойства, применение.
Аминоальдегидные олигомеры и полимеры
Характеристика сырья. Закономерности синтеза и отверждения карбамидо и меламиноформальдегидных олигомеров.
Технологические схемы производства карбамидоформальдегидных олигомеров периодическим и непрерывным способами. Влияние условий синтеза на свойства и токсичность олигомеров. Производство меламиноформальдегидных олигомеров. Производство модифицированных бутанолом смол для лакокрасочных материалов. Пропиточные смолы. Условия безопасного ведения процессов при производстве аминоальдегидных олигомеров.
Аминопласты. Пресспорошки, технология производства, свойства и применение.
Декоративный бумажно-слоистый пластик.
Газонаполненные полимеры, технология производства, свойства, применение.
Гетероцепные сложные полиэфиры
Термореактивные сложные полиэфиры. Алкидные смолы. Характеристика сырья. Закономерности синтеза и отверждения (сушки) модифицированных маслами лаковых смол, технология производства алкидных (глифталевых и пентафталевых) смол, режимы и контроль процессов, свойства и применение.
Ненасыщенные сложные полиэфиры. Характеристика сырья. Закономерности синтеза и отверждения ненасыщенных полиэфирных смол (полиэфирмалеинатов и полиэфиракрилатов). Технологическая схема производства ненасыщенных полиэфиров, режимы и контроль процессов. Свойства и применение ненасыщенных сложных полиэфиров.
Условия безопасного ведения процессов при производстве гетероцепных сложных полиэфиров.
Эпоксидные полимеры
Характеристика сырья. Особенности синтеза и отверждения диановых эпоксидных олигомеров аминами и ангидридами кислот. Технологическая схема производства, режимы и контроль процесса, свойства и применение эпоксидных смол.
Условия безопасного ведения процессов при производстве эпоксидных смол.
3.2. Периодические и непрерывные способы производства термопластичных полимеров
Термопластичные сложные полиэфиры. Полиэтилентерефталат. Характеристика сырья. Особенности синтеза, технологическая схема производства полиэтилентерефталата, режимы и контроль процесса. Свойства и применение полиэтилентерефталата.
Полиамиды. Характеристика сырья. Гетеролитическая полимеризация и анионная полимеризация -капролактама, поликонденсация соли АГ.
Технологические схемы производства полиамида 6 и полиамида 6,6, режимы и контроль процессов. Свойства и применение полиамидов. Условия безопасного ведения процессов при производстве полиамидов.
Полиуретаны. Характеристика сырья. Особенности процессов синтеза полиуретанов. Производство полиуретанов в расплаве, в растворе, литьевых. Свойства и применение полиуретанов.
Пенополиуретаны. Реакции, лежащие в основе вспенивания полимера. Технология производства эластичных (поролон) и жестких пенополиуретанов. Свойства и применение пенополиуретанов. Условия безопасного ведения процессов при производстве
полиуретанов
4. Закономерности и особенности технологии производства полимеров, получаемых по реакции химической модификации
4.1. Периодические и непрерывные способы производства полимеров, полученных методами химической модификации.
Полимерные спирты и их производные
Поливиниловый спирт. Производство поливинилового спирта щелочным омылением поливинилацетата. Технологическая схема производства, режимы и контроль процесса. Свойства и применение поливинилового спирта.
Поливинилацетали. Производство поливинилацеталей (поливинилформаль, поливинилэтилаль, поливинилбутираль) на примере поливинилбутираля. Технологическая схема производства, режимы и контроль процесса. Свойства и применение поливинилацеталей.
Условия безопасного ведения процессов при производстве полимерных спиртов и их производных.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Учебная литература:
основная
1. Технология полимерных материалов: учебное пособие /, , и др.; под общей ред. . - СПб. Профессия, 2008.-544 с.
2. Технология пластических масс /Под ред. . - М: Химия, Изд.– 608 с., Изд.– 560 с.
3. Николаев пластических масс.- Л: Химия,1977.
4. , Андрианов полимеров. - М.: Высш. школа. 1980. – 303 с.
5. , Цветков связующих и полимерных материалов. - М: Лесная пром-сть,1985. – 216 с.
6. Коршунова технологии производства полимеров: учеб. пособие. Ч.1. Екатеринбург, УГЛТА, 1998. – 68 с. Ч.2. Екатеринбург, УГЛТУ, 2002. – 136 с.
7. , , Ершова технологии производства полимеров: учеб. пособие.- Магнитогорск, МГТУ, 2011, - 130 с.
дополнительная
8. , , Мирошниченко смолы в деревообработке: Справочник. - М: Лесная пром-сть, 1979.
9. , , Свиткина смолы в деревообработке. - М: Лесная пром-сть, 1987. – 224 с.
10. , Фомичева лаков и красок. – М.: Химия, 1990. – 384 с.
11. , Петрова клеи.- М: Химия, 1983.
12. , Доронин клеи в деревообработке. - М.: Лесная пром-сть.1988. – 216 с.
13. , , Савченко материалы в производстве мебели. - М: Лесная пром-сть, 1980. – 272 с.
14. , , Файзуллина технологических схем производства полимеров и пластических масс на их основе. - М.: Химия, 1976.
15. Энциклопедия полимеров: В 3 т.- М.: Сов. энцикл., .
16. , Федотова практикум по технологии пластических масс: Учеб. пособие для химико-технолог. Вузов в 2 т. - М: Высш. шк., 1986.
Методические разработки:
17. Коршунова получения полимерных материалов: Методические указания к лабораторным работам для студентов очной и заочной форм обучения. Направление 240100 – химическая технология и биотехнология, направление 655100 – химическая технология высокомолекулярных соединений и полимерных материалов. Екатеринбург: УГЛТУ, 2010. – 40 с.
18. Коршунова получения полимерных материалов.: Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине для студентов спец. 250601 «Технология изделий из пластических масс и композиционных материалов» очной и заочной форм обучения: - Екатеринбург: УГЛТА, 2000. – 39 с.
19. Коршунова указания для выполнения лабораторных работ (рукописный вариант).
Технические средства обучения:
1. Образцы полимеров, полученных разными техническими способами полимеризации и поликонденсации, образцы изделий из них.
2. Технологические схемы производства полимеров, выполненные с помощью компьютерной техники.
3. Слайды презентации по всем лекционным темам.
