Физика и химия высокомолекулярных соединений

Физика и химия высокомолекулярных соединений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА
Документ СМК 3 уровня	УМКД	УМКД 042-18.7.1.20/02-2015
УМКД программа дисциплины «Физика и химия высокомолекулярных соединений» для студента	Редакция № 1 от 01.01.2001 г.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ДИСЦИПЛИНЫ

«Физика и химия высокомолекулярных соединений»

Для специальности  5В072600 - «Технология конструирования изделий легкой промышленности»

программа дисциплины

для СТУДЕНТА

Семей

2015

Предисловие

1 РАЗРАБОТАНО

Составитель ______________ , к. т.н., и. о. доцента кафедры «Технология пищевых продуктов и изделий легкой промышленности».

                                                               

2 ОБСУЖДЕНО

2.1 На заседании кафедры «Технология пищевых продуктов и изделий легкой промышленности»

Протокол от  «13» 05 2015 года, № 9

Заведующий кафедрой __________

2.2 На заседании учебно-методического бюро инженерно-технологического факультета

Протокол от  «05» 06 2015 года, № 5

Председатель ____________

3 УТВЕРЖДЕНО

Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета университета

Протокол от  «11» 06  2015 года, № 6

Председатель УМС  _________

4 ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ

Содержание

1	Общие положения
2	Содержание дисциплины и распределение часов по видам занятий
3	Методические рекомендации по изучению дисциплины
4	Формат курса
5	Политика курса
6	Политика выставления оценок
7	Литература

1. Общие положения

Общие сведения о преподавателе и дисциплине

, кандидат технических наук., и. о. доцента кафедры «Технология пищевых продуктов изделий легкой промышленности»

Контактная информация – , учебный корпус № 9, ;

Количество кредитов по данной дисциплине – 4;

1.2 Краткое описание содержания дисциплины:

Курс является дисциплиной общеинженерного цикла и опирается на курсы высшей математики,  органической химии, аналитической химии, физики, и т. п.

Дисциплина «Физика и химия высокомолекулярных соединений» включает теоретические основы высокомолекулярных соединении. Основные задачи высокомолекулярных соединении. Полимеризация. Способы полимеризации. Поликонденсация. Фазовые состояния полимеров. Изомерия полимеров. Элементорганические полимеры. Стабилизация полимеров.

               

1.3 Цель изучения дисциплины:

Целью данного курса является  сформировать основные представления о химии и физике высокомолекулярных соединений. Обозначить основные отличия в свойствах высокомолекулярных соединений от низкомолекулярных веществ и раскрыть причины наблюдаемых различий на основании современных представлений о полимерном состоянии вещества. Заложить фундамент для понимания принципов, которые лежат в основе целенаправленного синтеза, анализа и эксплуатации полимерных материалов.

1.4 Основная задача изучения дисциплины:

- показать и объяснить специфику полимерного состояния вещества;

- ознакомить студентов с моделями и подходами, принятыми для описания полимеров в конденсированном состоянии и в растворах, в сравнении с моделями и подходами, описывающими поведение низкомолекулярных веществ;

- обозначить современные тенденции в развитии теоретических представлений, новых методов получения и исследования полимеров, а также разработке новых полимерных материалов и композиций.

               1.5 Результаты обучения:

- знать основные особенности высокомолекулярных соединений полимерного происхождения, их практическую ценность как особого рода материалов и биологическое значение;

- иметь представление о структуре и основных физических свойствах полимерных тел, основных методах синтеза полимеров, современных методах исследования полимеров, принципах технологии производства и переработки полимерных материалов;

- применять основы фундаментальных знаний для решения практических задач синтеза полимеров различными методами;

- использовать практические навыки по применению современных экспериментальных методов для изучения структуры макромолекул, молекулярно-массовых характеристики физико-механических свойств полимеров;

- применять теоретические знания и практические навыки для решения прикладных задач по технологии производства и переработке полимеров.

1.6 Пререквизиты курса:

1.6.1 Химия

1.7 Постреквизиты курса:

1.7.1 Общая химическая технология дубящих и жирующих веществ

2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ВИДАМ ЗАНЯТИЙ

№ п/п	Наименование тем и их содержание	Часы	Литература
ЛК	ЛБ	ПЗ	СРОП	СРО
1	2	3	4	5	6	7	8
Модуль – 1. Введение
1	Предмет и задачи химии и физики высокомолекулярных соединений	1
2	Терминология и основные понятия в химии и физики высокомолекулярных соединений	1
3	Номенклатура и классификация полимеров	1
4	Конформационная изомерия и конформация макромолекулы	1
5	Структурная изомерия	1
6	Поведение макромолекул в растворах	1
7	Растворы полимеров	1
8	Методы определения молекулярных масс полимеров	1
9	Молекулярные  массы полимеров	1
10	Ионизующиеся макромолекулы (полиэлектролиты)	1
Модуль – 2. Полимеры
11	Фазовые и физические состояния полимеров	1
12	Стеклообразное состояние полимеров	1
13	Вязкотекучее состояние полимеров	1
14	Кристаллические полимеры	1
15	Физико-механические свойства кристаллических полимеров	1
16	Полимеризация	1
17	Способы проведения полимеризации	1
18	Ионная полимеризация	1
19	Сополимеризация	1
20	Поликонденсация	1
Модуль -3. Полимеризация
21	Кинетика поликонденсации	1
22	Основные закономерности и отличительные особенности реакции поликонденсации	1
23	Полимераналогичные и внутримолекулярные превращения	1
24	Химические реакции, приводящие к увеличению степени полимеризации	1
25	Деструкция полимеров	1
26	Деструкция полимеров и стабилизация полимеров	1
27	Карбогомоцепные полимеры	1
28	Карбогетероцепные полимеры	1
29	Элементогетероцепные полимеры	1
30	Современные тенденции и новые направления науки о полимерах	1
1	Свойства природных полимеров	1
2	Свойства каучука и резины	1
3	Свойства натуральных волокон	1
4	Свойства пластмасс	1
5	Получение карбамидоформальдегидного продукта конденсации по горячему способу	1
6	Получение полистирола	1
7	Получение полиэпоксида ЕД-20	1
8	Определение содержания стирола методом Кауфмана	1
9	Получение поливинилацетата этерификацией поливинилового спирта	1
10	Получение полиэфирной смолы поликонденсацией фталевого ангидрида и глицерина	1
11	Идентификация полимеров методом дифференциально-термического анализа	1
12	Поликонденсация фенола и формальдегида в щелочной среде (получение резольных смол)	1
13	Полимеризация стирола в массе в присутствии трифторуксусной кислоты	1
14	Поликонденсация фенола и формальдегида в кислой среде (получение новолака)	1
15	Получение фенолоформальдегидных олигомеров новолачного типа поликонденсацией фенола и формальдегида  в кислой среде	1
№1 СРО темы
1	Основные понятия ВМС
2	Периоды идентичности полимеров
3	Механические свойства ВМС
4	Методы при изучении строения полимеров
5	Методы деструкции
6	Основные понятия ВМС
7	Периоды идентичности полимеров
8	Механические свойства ВМС
9	Методы при изучении строения полимеров
10	Методы деструкции
11	Виды аморфной фазы полимеров
12	Разветвление цепи. Дендритная структура. Изомерия последовательности присоединения звеньев
13	Геометрическая изомерия полимеров
№2 СРО темы
14	Получение блок - и привитых сополимеров
15	Газофазная полимеризация этилена
16	Свойства, структура, условия получения и области применения виниловых полимеров
17	Мономеры с взаимодействующими однородными функциональными группами
18	Линейная поликонденсация
19	Образование активных центров в поликонденсации
20	Теория напряжения Байера
21	Способы проведения поликонденсации
22	Синтез полиаминоамидного дендримера
23	Дендримерная технология
24	Взаимодействие органоциклосилазана с различными олигомерами
25	Область применение кремнийорганических полимеров
26	Геометрическая форма макромолекул
№3 СРО темы
27	Способность непредельных мономеров к полимеризации
28	Химические реакции ВМС
29	Разрыв цепи при деструкции полимера
30	Новые классы высокомолекулярных веществ
31	Температура стеклования (Тс) и температура текучести (Тт)
32	Сложности строения химические реакции полимеров
33	Пониженная активность функциональных групп в макромолекулах
34	Реакционная способность ВМС
35	Внутримолекулярные химические превращения полимеров
36	Неоднородность продуктов реакции
37	Физическая и химическая деструкция
38	Виды физической деструкции
39	Термоокислительная деструкция полимеров
№4 СРО темы
40	Возможности термической стабилизации полимеров
41	Каучук – высокоэластичное аморфное вещество
42	Главные факторы отверждения каучука
43	Сущность реакции вулканизации
44	Серная вулканизация каучуков
45	Пероксидная вулканизация каучуков на основе диенов и других соединений
46	Особые группы синтетических каучуков
47	Основной метод получения СК
48	Свойства и применение синтетических каучуков
49	Термопластичные и термореактивные виды пластмасс
50	Классификация смол и пластических масс
51	Изготовление слоистых материалов на основе фенолоальдегидных смол
52	Искусственные и синтетические волокна
№5 СРО темы
53	Производство синтетических волокон
54	Приготовление концентрированного вязкого прядильного раствора или расплава полимера
55	Формование волокна хлорина
56	Методы получения новых типов синтетических волокон на основе стереорегулярных модификаций полимеров
57	Способы переработки пластмасс
58	Плавление полимера
59	Классификация ионообменных смол
60	Иониты, получаемые поликонденсацией
61	Механизм действия ионообменных смол
62	Ионообменная  хроматография
63	Методы извлечения и разделения разнообразных ионов
64	Принципиально разные пути утилизации отходов ВМС
65	Синтез «экологически чистых» полимеров
Итого	15	30	22,5	67,5

*- Примечание: СРО должен состоится из титульный лист, план и должен открыть главную тему и использованный литературу. Общий объем А4 формата, 14 шрифт и не должен быть меньше 5 страниц.

3 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ

ДИСЦИПЛИНЫ

               По курсу «Физика и химия высокомолекулярных соединений» имеются все необходимые источники информации, учебные пособия. Хорошим подспорьем в выполнении самостоятельной работы является Интернет.

4 ФОРМАТ КУРСА

Изучение дисциплины «Физика и химия высокомолекулярных соединений» включает пять взаимосвязанные формы: лекции, лабораторные работы, самостоятельную работу студента в аудитории под контролем преподавателя (СРСП) и самостоятельную работу студента (СРС). Наиболее важной формой является лекция, которая освещает важные и трудно усвояемые разделы дисциплины; затем лабораторный практикум, методику выполнения конкретных экспериментов и обоснованные выводы по их результатам. Наиболее доступный материал по сложности и учебно-методическому, литературному обеспечению прорабатывается в виде СРС и СРСП. Особое значение имеет лабораторный практикум (~ 50 % всего учебного времени). Выполнение лабораторных работ позволяет визуально наблюдать и закрепить теоретический материал, развивать и совершенствовать навыки учебного и научно-исследовательского экспериментирования, логическое мышление и обоснованные выводы. СРС и СРСП являются повседневной и обязательной, выполняются  по конкретным заданиям и находятся под постоянным контролем преподавателя.

5 ПОЛИТИКА КУРСА

не опаздывать на лекционные и лабораторные занятия, отключить сотовые телефоны во время занятий; не пропускать занятия без уважительных причин, в случае болезни представить медицинскую справку; пропущенные занятия отрабатывать в назначенное преподавателем время, в случае не выполнения заданий итоговая оценка снижается; активно участвовать в учебном процессе, проявляя творческий подход к изучаемым материалам; своевременно и самостоятельно выполнять задания по СРСП и СРС; быть пунктуальным, дисциплинированным, исполнительным; не посещать занятия в спортивной форме; в университете быть дисциплинированным (не курить, не употреблять спиртных напитков, не жевать жевательную резинку, не щелкать семечки); при общении с преподавателем и сокурсниками быть воспитанным и доброжелательным. 

6 Политика выставления оценок

Таблица 2

Неделя	Вид контроля	Всего баллов	Примечание
1	2	3	4
Посещение всех видов аудиторных занятий с 1 по 7неделю	30
1	Сдача СРС	30
2	Сдача СРС.	40
3	Сдача СРС	40
4	Сдача СРС	40
5	Сдача СРС	40
6	Сдача СРС	40
7	Рубежный контроль 1.Сдача СРС	40
Итого баллов по результатам обучения с 1 по 7 неделю	300
Посещение всех видов аудиторных занятий с 8 по 15 неделю	30
8	Сдача СРС	30
9	Сдача СРС	40
10	Сдача СРС	40
11	Сдача СРС	40
12	Сдача СРС	40
13	Сдача СРС	40
14	Сдача СРС	40
15	Рубежный контроль 2.Сдача СРС	40
Итого баллов по результатам обучения с 8 по 15 неделю	300
Итого баллов за экзамен	400
Итого баллов за академический период	1000

7 ЛИТЕРАТУРА

7.1. Основная литература:

7.1.1. «Высокомолекулярные соединения». М.: Издательский центр «Академия», 2003.

7.1.2. , Высокомолекулярные соединения: Учебное пособие. Часть I: Общие представления о полимерах. Самара: Изд-во «Самарский университет», 2001.

7.1.3.  , «Высокомолекулярные соединения»: Учебное пособие. Часть II: «Молекулярные массы и молекулярно-массовое распределение полимеров». Самара: Изд-во «Самарский университет», 2001.

7.1.4.  , «Высокомолекулярные соединения»: Учебное пособие. Часть III: «Гибкость полимеров». Самара: Изд-во «Самарский университет», 2003.

7.1.5. Журавлева  И. И., «Высокомолекулярные соединения»: Учебное пособие. Часть IV: Растворы полимеров. Самара: Изд-во «Самарский университет», 2005.

7.2. Дополнительная литература:

, «Химия и физика полимеров». М: Химия, 1989. , «Химия и физика полимеров»: Учеб. М.: Высшая школа, 1988. Лекции по физико-химии полимеров. М.: Физический факультет МГУ им. , 2001. , Физика в мире полимеров. М.: Наука,1989. 208с. (Б-чка «Квант»; вып. 74). , Физика и механика полимеров: Учеб. М.: Высшая школа, 1983. , Статистическая физика макромолекул. М.: Наука, 1983. Основы синтеза полимеров методом поликонденсации. М.: Химия, 1979. Физико-химия полимеров. Учеб. М.: Химия, 1978. , «Методы кинетических расчетов в химии полимеров». М: Химия, 1978. , , «Кинетика полимеризационных процессов». М.: Химия, 1978. , , Введение в физико-химию растворов полимеров. М.: Наука, 1978. , , Макромолекулярные реакции. М.: Химия, 1977. , , Основы химии высокомолекулярных соединений. М.: Химия, 1976. Оудиан Дж. Основы химии полимеров. М.: Мир, 1974. ведение в науку о полимерах. М.: Мир, 1973. , Краткие очерки по физико-химии полимеров. М.: Химия, 1967. изическая химия полимеров. М.: Химия, 1965. , Физика и химия макромолекул. М., Л.:1965. , , . Практическое руководство по физико-химии волокнообразующих полимеров. М.: Химия, 1996. Практикум по химии и физике полимеров. / Под ред. . М.: Химия, 1990. Лабораторный практикум по химии высокомолекулярных соединений. Радикальная полимеризация и сополимеризация. - Куйбышев, КГУ, 1988. Практикум по высокомолекулярным соединениям. /Под ред. . М.: Химия, 1985. , Примеры и задачи по химии высокомолекулярных соединений. М.: Высшая школа, 1984. «Практическое руководство по синтезу и исследованию свойств полимеров». М.: Химия, 1976. , , Бондаренко. «Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений». Л.: Химия, 1972. , , «Практикум по химии высокомолекулярных соединений». М.: Гос. научно-техническое изд-во химической литературы. 1962. «Высокомолекулярные соединения»: Учеб. М.: Высшая школа, 1992. «Высокомолекулярные соединения»: Учеб. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981.