Место модуля-дисциплины в освоении ООП (описать междисциплинарные связи внутри ООП, значение модуля-дисциплины в освоении конкретных компетенций и их компонентов)

Основными задачами дисциплины является а) выработать у студентов понимание специфики полимеров, обусловленной огромными размерами их макромолекул и проявляющейся во всех их свойствах (релаксационном поведение во внешних полях, набухании и растворении, кристаллизации и др.).

б) показать значение различных методических подходов к рассматриваемым явлениям: феноменологического, термодинамического, молекулярно – структурного, статистического и кинетического.

в) научить студентов умению применять полученные знания в области физикохимии полимеров при решении прикладных вопросов, связанных с производством, переработкой и эксплуатацией полимерных систем.

г) научить студентов принципам синтеза полимеров с заранее заданными свойствами, т. е. пониманию того, из каких мономеров нужно синтезировать полимер, чтобы обеспечить необходимый комплекс физикомеханических и химических свойств.

Дисциплина способствует освоению ряда профессиональных компетенций и их компонентов и тесно связана с освоением дисциплин, направленных на изучение вещества - неорганической, органической химии и процессов в веществе – физической химии, коллоидной химии. Изучение высокомолекулярных соединений базируется на знаниях и умениях, полученных в результате освоения физики, математики. Знания, полученные студентами после изучения курса «Высокомолекулярные соединения», являются основой успешного восприятия следующих спецкурсов: «Физикохимия полимеров», «Механизм и термодинамика синтеза макромолекул» и др.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Требования к результатам освоения модуля-дисциплины В результате освоения модуля-дисциплины студент должен (указывается на основе п.1.8. Паспорта модуля-дисциплины, р. 5.1,5.4 ООП, а также дополнительной декомпозиции компетенций, освоение которых проектируется в рамках модуля-дисциплины)

Знать: (текст списком)

- теоретические основы неорганической химии (состав, строение и химические свойства основных простых веществ и химических соединений, связь строения вещества и протекания химических процессов);

- основные особенности свойств высокомолекулярных соединений, отличающих их от свойств низкомолекулярных соединений, принципы синтеза полимеров, их структуру, физико-механические свойства и области применения;

- состав, строении и свойствах органических веществ – представителей основных классов органических соединений (углеводородов, гомофункциональных соединений, гетерофункциональных соединений);

- роль физической химии как теоретического фундамента современной химии, основы химической термодинамики, теории растворов и фазовых равновесий, элементов статистической термодинамики, основ химической кинетики и катализа, основ механизма химических реакций, электрохимии;

- особенности полимерного состояния вещества, специфику изучения полимерсодержащих систем, сущность и значимость полимерного материаловедения в условиях современного экономического развития;

- методы синтеза высокомолекулярных соединений;

- специальные разделы физико-химиии полимеров – молекулярную структуру полимерной цепи, надмолекулярную структур аморфных и кристаллических полимеров, физико-механические свойства полимеров в высокоэластическом и стеклообразном релаксационных состояниях;

- фундаментальные принципы анализа термодинамических характеристик растворов и смесей полимеров, пластифицированных и наполненных полимерных систем, многокомпонентных полимерных композитов;

Уметь: (текст списком)

- выделять особенности высокомолекулярных соединений, отличающие их от низкомолекулярных соединений;

- использовать законы термодинамики и кинетики для описания свойств материалов и процессов;

- синтезировать полимерные материалы и исследовать их свойства;

- осуществлять поиск научной информации в отечественных и зарубежных источниках в области высокомолекулярных соединений, способов синтеза, переработки и практического использования в различных отраслях промышленности;

Владеть (технологиями, методами, способами, приемами – текст списком)

- основами химической термодинамики, теории растворов и фазовых равновесий, элементами статистической термодинамики;

- методами получения полимерных материалов и методами анализа их свойств;

- современной научной аппаратурой, навыками проведения химического эксперимента и исследования свойств материалов;

- навыками применять методы анализа полимерсодержащих систем - рентгеноструктурный; спектроскопический; термохимический; термомеханический; деформационный; хроматографический;

- навыками прогнозирования структуры и свойств высокомолекулярных соединений с учетом метода, термодинамических и кинетических параметров синтеза;

Краткое дидактическое описание модуля-дисциплины (обобщенно описать особенности освоения курса, обучающие технологии, авторские приемы и методическую новизну в преподавании дисциплины)

При изучении дисциплины студенты должны сдать шесть коллоквиумов и выполнить шесть лабораторных работ. При этом используется тестовый входной контроль для допуска к коллоквиумам, решение задач, подготовка и защита рефератов. Применение балльно – рейтинговой системы также способствует повышению стимулов студентов к освоению материала.

Трудоемкость модуля-дисциплины 6 з. е

РАЗДЕЛ 3. СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЯ-ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Разделы и темы модуля-дисциплины, их содержание*

№ п/п

Наименование разделов и тем дисциплины

Содержание тем в дидактических единицах**

1

Раздел I. Введение

Тема 1. Основные понятия химии высокомолекулярных соединений

Мономер, олигомер, полимер. Макромолекула, полимерная цепь, звено цепи, степень полимеризации. Специфика понятия «молекулярная масса» применительно к полимерам.

Тема 2. Классификация полимеров

Органические, элементоорганические, неорганические, гомоцепные и гетероцепные полимеры. Линейные, разветвленные, сетчатые, гребнеобразные, лестничные, звездообразные, дендримеры). Полиолефины, полидиены, полиэфиры, полиамиды, поликарбонаты, полиуретаны, полисилоксаны и др. Изо-, синдио - и атактические полимеры; цис-, транс - изомеры, 1,4 и 1,2 присоединение в каучуках. Статистические, блок - и привитые (графт)сополимеры.

2

Раздел II. Синтез полимеров

Тема 1. Полимеризация.)

Радикальная, анионная, катионная и стереоспецифическая полимеризация (механизм, кинетика и термодинамика). Сополимеизация.

Тема 2. Поликонденсация.

Функциональность мономеров и их способность образовывать линейные и сетчатые полимеры. Кинетика поликонденсации. Равновесная и неравновесная поликонденсация, гомо - и гетерополиконденсация. Трехмерная поликонденсация.

3

Раздел III. Химические превращения полимеров

…

Тема 1. Полимераналогичные превращения (реакции функциональных групп).

Особенности химических реакций с участием макромолекул. Конфигурационный эффект, эффект «соседа». Конформационные, концентрационные, электростатические и надмолекулярные эффекты. Получение новых полимеров методом химической модификации.

Тема 2. Реакции макромолекул.

Реакции деструкции, сшивания, отверждения, концевых групп.

4

Раздел IV. Структура полимеров.

Тема 1. Конфигурации и конформации полимерных цепей.

Внутреннее вращение в молекулах. Термодинамическая и кинетическая гибкость цепи. Параметры гибкости. Виды конформаций и конфигураций.

Тема 2. Агрегатные и фазовые состояния.

Аморфное, кристаллическое и жидкокристаллическое фазовые состояния полимеров. Твердое и жидкое агрегатные состояния.

5

Раздел V. Релаксационные состояния полимеров

Тема 1. Высокоэластическое состояние.

Термодинамика и молекулярный механизм эластичности. Деформационные кривые эластомеров. Релаксация напряжения и релаксация деформации.

Тема 2. Стеклообразное состояние.

Механизмы стеклования. Релаксационный характер процесса. Пластификация и антипластификация. Деформационные кривые полимерных стекол.

Тема 3. Вязкотекучее состояние.

механизм течения полимеров. Реологические кривые расплавов полимеров. Наибольшая и наименьшая ньютоновская вязкость. Эффективная вязкость.

6

Раздел VI. Растворы полимеров.

Тема 1. Специфика растворов полимеров.

Ограниченное и неограниченное набухание. Энтропия и энтальпия растворения эластомеров, стеклообразных и кристаллических полимеров. Сольватация и ассоциация. . Осмотическое давление.

Тема 2. Фазовые диаграммы систем полимер – растворитель.

Бинодаль, спинодаль, кривая ликвидуса, верхняя и нижняя критические температуры растворения. Влияние деформирования на фазовые диаграммы растворов аморфных и кристаллических полимеров. Фазовые диаграммы систем жидкокристаллический полимер – растворитель.

Тема 3. Гели полимеров.

Типы гелей. Виды фазовых диаграмм. Явление коллапса гелей.

Тема 4. Полиэлектролиты.

Поликислоты, полиоснования, полиамфолиты. Сильные и слабые полиэлектролиты. Изоэлектрическая точка.

7

Раздел VII. Молекулярная масса, молекулярно-массовое распределение полимеров.

Тема 1. Молекулярная масса полимеров как средняя количественная характеристика массы молекул полимеров

Среднечисленная, среднемассовая и средневязкостная молекулярная масса. Молекулярно-массовое распределение, интегральные и дифференциальные кривые распределения.

Тема 2. Методы определения молекулярных масс и молекулярно - массового распределения.

Методы эбулиоскопии и криоскопии. Осмометрия, вискозиметрия, светорассеяние, диффузия, седиментация, турбидиметрия, фракционирование.

*По усмотрению разработчика материал может излагаться не в форме таблицы

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4