МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА | ||
Документ СМК 3 уровня | УМКД | УМКД 042-14.-1.-03.1.20.17/01-2015 |
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 «09» сентября 2015 года, № 1
Заведующий кафедрой ___________________
2.2 На заседании учебно-методического бюро инженерно-технологического факультета
Протокол от «10» сентября 2015 года, № 1
Председатель УМБ ИТФ________________________
3 УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета университета
Протокол от « » сентября 2015 года, № 1
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
Наименование тем и их содержание | Количество часов | |
Лекционные занятия | ||
1 | 2 | 3 |
Модуль – 1. Введение | ||
1 | Предмет и задачи химии и физики высокомолекулярных соединений | |
2 | Терминология и основные понятия | 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 | 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 |
Итого | 30 | |
Лабораторные занятия | ||
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 |
Общий | 15 | |
№1 СРО темы | ||
5.1.1 | Основные понятия ВМС | |
5.1.2 | Периоды идентичности полимеров | |
5.1.3 | Механические свойства ВМС | |
5.1.4 | Методы при изучении строения полимеров | |
5.1.5 | Методы деструкции | |
5.1.6 | Виды аморфной фазы полимеров | |
5.1.7 | Разветвление цепи. Дендритная структура. Изомерия последовательности присоединения звеньев | |
5.1.8 | Геометрическая изомерия полимеров | |
5.1.9 | Этапы синтеза полимеров | |
5.1.10 | Различные механизмы полимеризации | |
5.1.11 | Особенности ионной полимеризации | |
5.1.12 | Катализаторы анионной полимеризации | |
5.1.13 | Полимеризация на катализаторах Циглера – Натта | |
№2 СРО темы | ||
5.2.1 | Получение блок - и привитых сополимеров | |
5.2.2 | Газофазная полимеризация этилена | |
5.2.3 | Свойства, структура, условия получения и области применения виниловых полимеров | |
5.2.4 | Мономеры с взаимодействующими однородными функциональными группами | |
5.2.5 | Линейная поликонденсация | |
5.2.6 | Образование активных центров в поликонденсации | |
5.2.7 | Теория напряжения Байера | |
5.2.8 | Способы проведения поликонденсации | |
5.2.9 | Синтез полиаминоамидного дендримера | |
5.2.10 | Дендримерная технология | |
5.2.11 | Взаимодействие органоциклосилазана с различными олигомерами | |
5.2.12 | Область применение кремнийорганических полимеров | |
5.2.13 | Геометрическая форма макромолекул | |
№3 СРО темы | ||
5.3.1 | Способность непредельных мономеров к полимеризации | |
5.3.2 | Химические реакции ВМС | |
5.3.3 | Разрыв цепи при деструкции полимера | |
5.3.4 | Новые классы высокомолекулярных веществ | |
5.3.5 | Температура стеклования (Тс) и температура текучести (Тт) | |
5.3.6 | Сложности строения химические реакции полимеров | |
5.3.7 | Пониженная активность функциональных групп в макромолекулах | |
5.3.8 | Реакционная способность ВМС | |
5.3.9 | Внутримолекулярные химические превращения полимеров | |
5.3.10 | Неоднородность продуктов реакции | |
5.3.11 | Физическая и химическая деструкция | |
5.3.12 | Виды физической деструкции | |
5.3.13 | Термоокислительная деструкция полимеров | |
№4 СРО темы | ||
5.4.1 | Возможности термической стабилизации полимеров | |
5.4.2 | Каучук – высокоэластичное аморфное вещество | |
5.4.3 | Главные факторы отверждения каучука | |
5.4.4 | Сущность реакции вулканизации | |
5.4.5 | Серная вулканизация каучуков | |
5.4.6 | Пероксидная вулканизация каучуков на основе диенов и других соединений | |
5.4.7 | Особые группы синтетических каучуков | |
5.4.8 | Основной метод получения СК | |
5.4.9 | Свойства и применение синтетических каучуков | |
5.4.10 | Термопластичные и термореактивные виды пластмасс | |
5.4.11 | Классификация смол и пластических масс | |
5.4.12 | Изготовление слоистых материалов на основе фенолоальдегидных смол | |
5.4.13 | Искусственные и синтетические волокна | |
№5 СРО темы | ||
5.5.1 | Производство синтетических волокон | |
5.5.2 | Приготовление концентрированного вязкого прядильного раствора или расплава полимера | |
5.5.3 | Формование волокна хлорина | |
5.5.4 | Методы получения новых типов синтетических волокон на основе стереорегулярных модификаций полимеров | |
5.5.5 | Способы переработки пластмасс | |
5.5.6 | Плавление полимера | |
5.5.7 | Классификация ионообменных смол | |
5.5.8 | Иониты, получаемые поликонденсацией | |
5.5.9 | Механизм действия ионообменных смол | |
5.5.10 | Ионообменная хроматография | |
5.5.11 | Методы извлечения и разделения разнообразных ионов | |
5.5.12 | Принципиально разные пути утилизации отходов ВМС | |
5.5.13 | Синтез «экологически чистых» полимеров |
*- 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.