МУ для выполнения контрольной работы. Варианты

Т.С. Выдрина
ХИМИЯ И ФИЗИКА
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Екатеринбург 2014
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический
университет»
КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТМАСС
Т.С. Выдрина
ХИМИЯ И ФИЗИКА
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
и КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
по дисциплине «ХИМИЯ И ФИЗИКА
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ»
для самостоятельной работы бакалавров заочной формы обучения
направления 18.03.01 (240100.62) “ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ”
Екатеринбург 2014
Печатается по рекомендации методической комиссии ИХПРСиПЭ. Протокол №
от
2014 г.
Рецензент: Вураско А.В., профессор кафедры технологий ЦБПиПП
УГЛТУ, доктор технических наук.
Редактор:
Оператор компьютерной верстки Т.В. Упорова
______________________________________________________________
Подписано в печать
Поз.
Плоская печать
Формат 60х84 1/ 16 Тираж 10 экз.
Заказ №
Печ. л.
1,2
Цена
руб.
коп.
______________________________________________________________
Редакционно-издательский отдел УГЛТУ
Отдел оперативной полиграфии УГЛТУ
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания по дисциплине “Химия и физика высокомолекулярных соединений” предназначены для упорядочивания самостоятельной работы студентов заочной формы обучения направления 18.03.01 (240100.62)
«Химическая технология» при изучении данной дисциплины и облегчения выполнения ими контрольной работы, предусмотренной рабочим учебным планом.
В методических указаниях приведено краткое содержание разделов рабочей программы дисциплины, которое подлежат детальному изучению по указанной специальной литературе (основной и дополнительной.), и вопросы для
выполнения контрольной работы.
При самостоятельном изучении разделов дисциплины студентам рекомендуется руководствоваться следующими указаниями:
 прежде чем приступить к изучению дисциплины, необходимо составить календарный план самостоятельной работы, предусматривающий сроки изучения теоретического курса по разделам программы и время на подготовку
и оформление двух контрольных работ;
 теоретический материал следует изучать в порядке очередности разделов
программы дисциплины с использованием учебников и учебных пособий,
рекомендованных для соответствующих разделов.
Для подтверждения факта усвоения самостоятельно пройденного теоретического материала студенты заочной формы обучения выполняют и сдают на
проверку преподавателю контрольную работу.
В данных методических указаниях представлено 10 вариантов контрольных заданий. Каждый вариант включает 6 вопросов, охватывающих материал
разделов 1- 7 и 3 проверочных вопроса по разделам 8-11 рабочей программы.
Студент должен выполнить тот вариант, номер которого соответствует последней цифре номера зачетной книжки.
Ответы на вопросы должны быть конкретными, краткими, обязательно
проиллюстрированы уравнениями химических реакций, структурными формулами, рисунками, графиками и схемами.
Дословное переписывание текстов из книг и учебных пособий недопустимо.
При изложении ответов необходимо проставлять ссылки на использованную учебную и научную литературу. В конце законченной контрольной работы
указать полный перечень учебной и научно- технической литературы, использованной при выполнении данной работы в соответствии с порядком ее упоминания в тексте.
Для студентов заочной формы обучения в 4-ом семестре запланирована
установочная лекция, а в 5 семестре во время сессий - обзорные лекции и лабораторные работы, охватывающие все разделы дисциплины.
До начала лабораторных занятий проводится краткий опрос студентов по
тематике данных работ, после которого они допускаются к их выполнению.
После освоения теоретического курса, проведения лабораторных занятий
и выполнения контрольной работы студенты сдают экзамен по данной дисциплине.
РАЗДЕЛЫ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ДИ СЦИПЛИНЫ
“Химия и физика
высокомолекулярных соединений”
Целью изучения дисциплины является реализация требований,
установленных в естественнонаучном и профессиональном циклах Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.
Цель дисциплины - формирование и закрепление у будущих бакалавров базовых теоретических знаний о высокомолекулярных соединениях (ВМС), практических методах их получения, особенностях структуры
и свойств для последующего грамотного (компетентного) выбора и обоснованного применения их в профессиональной деятельности.
Задачи дисциплины:
 Информирование студентов о принципах классификации ВМС, тенденциях обоснованного и целесообразного развития отрасли их
производства и применения
 Ознакомление с научными основами, методами синтеза, кинетикой
и техническими приемами получения ВМС.
 Знакомство студентов с особенностями физико-химической структуры ВМС и ее влиянием на эксплуатационные свойства
 Развитие у студентов понимания причинно-следственной взаимосвязи способа синтеза ВМС с их структурой и основными свойствами;
 Изучение процессов, протекающих в ВМС под влиянием внешних
факторов, выявление причин и последствий изменения свойств ВМС
при эксплуатации;
 Приобретение навыков экспериментального при синтезе ВМС; изучении механизмов химических процессов и строения, а также физико-механических свойств ВМС.

Формирование способности и готовности осуществлять технологический процесс и контроль свойств сырья и продукции.
 Научно-обоснованного подхода к выбору ВМС для конкретных целей.
 Расширение круга знаний студентов в области техники и технологии, естественных наук.
 Привитие студентам осознания значимости своей будущей профессии и мотивации к выполнению профессиональной деятельности.
До начала изучения дисциплины студент должен:
 знать: основные классы низкомолекулярных органических и неорганических соединений, специфику их строения и комплекс физикохимических свойств, обусловленных их структурой, способы синтеза и
модификации химических соединений, а также типовые методы анализа
их структуры и контроля условий химических реакций, основное лабораторное химическое оборудование и приборы.
 иметь представление: о термодинамических и кинетических закономерностях химических реакций, об агрегатных и фазовых состояниях
низкомолекулярных веществ, влиянии внешних факторов на протекание
химических и физических процессов, сущности диффузионных процессов
и об основных промышленных способах производства химических веществ.
 уметь: составлять уравнения химических реакций, изображать формулы химических соединений, проводить стехиометрические расчеты,
осуществлять простые химические синтезы с соблюдением правил техники безопасности.
 владеть навыками: приготовления и определения концентраций
различных растворов, взвешивания, качественного и количественного титрования растворов, измерения различных показателей физико-химических
свойств веществ.
После окончания изучения дисциплины студент должен:

знать: терминологию, классификацию, номенклатуру и отличительные свойства высокомолекулярных соединений, круг мономеров для
получения ВМС, основные способы, стадии и специфику синтеза ВМС, их
достоинства и недостатки, структуру аморфных и кристаллических полимеров, возможные химические реакции, протекающие с участием ВМС и
их последствия, взаимосвязь структуры и эксплуатационных свойств
ВМС.
 иметь представление: о молекулярной массе и полидисперсности
ВМС, о методах определения величины молекулярной массы ВМС и о
влиянии ее на свойства ВМС, об конструктивных особенностях типовых
реакторов для синтеза ВМС, о специфике растворения ВМС и роли пластификации полимеров; о причинах и механизме разрушения полимеров
при эксплуатации.
 владеть навыками: синтеза и модификации ВМС, контроля за процессом синтеза, определения степени конверсии, оценки основных физико-химических свойств, молекулярной массы ВМС, написания химизма
процесса синтеза, определения прочностных и эластичных свойств ВМС.
 уметь: на базе теоретических знаний и опытных данных анализировать и объяснять полученные результаты, работать с лабораторным и
испытательным оборудованием, со справочной и др. научно-технической
литературой в области полимеров, проводить расчет параметров структуры ВМС по экспериментальным данным.
Код формируемых
компетенций
С ускоренным
сроком обучения
Заочное обучение
Очное обучение
С ускоренным
сроком обучения
Содержание разделов
(модулей)
Заочное обучение
№
п/п
Очное обучение
Количество часов
Аудиторная Самостоятельная
работа
работа
Рекомендуемая
литература (примечание)
ПЕРЕЧЕНЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Введение. Основные понятия и определения химии и физики ВМС
1
1.1 Цели и задачи дисциплины.
6
9,5
1-4
ОК-1,ОК-7
6 1,5
Распространение полимеров в
6-10 ОК-8, ОК-12,
природе, состояние производ12-13 ПК-1, ПК-2,
ства ВМС.
19-25 ПК-3, ПК-5
Специфика терминологии в
30
области «Химии и физики
ВМС».
2
Классификация и номенклатура полимеров
2.1 Способы классификации ВМС
1
6
10
1-4 ОК-1, ОК-8,
6
Варианты номенклатуры поли6-10 ОК-12, ПКмеров
12-13 1, ПК-2, ПК17 3, ПК-5, ПК19-25
25
30
3
Цепные процессы синтеза макромолекул. Радикальная полимеризация (РП)
Основные
закономерности цеп3.1
1
6
10
1-4 ОК-11, ПК-3,
6
ных процессов синтеза ВМС
6-10 ПК-7, ПК-22,
12-13 ПК-23, ПК19-25 21, ПК-24
30
3.2 Специфика и закономерности
1
6
10
1-4
ОК-11, ПК-3,
6
радикальной полимеризации.
6-10 ПК-7, ПК-22,
12-13 ПК-23, ПК17
21, ПК-24
19-25
30
4
Ионная полимеризация. Катионная, анионная,
ионно-координационная полимеризация
4.1 Особенности ионной полимери- 1,5 0,5
3
1-4 ОК-11, ПК-3,
1,5
зации (ИП) и ее отличия от РП..
6-10 ПК-7, ПК-22,
12-13 ПК-23, ПК17 21, ПК-24
19-25
4.2 Катионная полимеризация.
3
1-4 ОК-11, ПК-3,
1,5 0,5
1,5
6-10 ПК-7, ПК-22,
12-13 ПК-23, ПК17
21, ПК-24
19-25
4.3 Анионная полимеризация. Ион3
1-4 ОК-11, ПК-3,
3 0,5
3
но-координационная полимери6-10 ПК-7, ПК-22,
зация
12-13 ПК-23, ПК17
21, ПК-24
19-25
5.
Сополимеризация
5.1 Достоинства сополимеризации
3 0,5
3
5
1-4 ОК-11, ПК-3,
6-10 ПК-7, ПК-22,
12-13 ПК-23, ПК17
21, ПК-24
19-25
30
5.2 Радикальная сополимеризация
3 0,5
3
5
1-4 ОК-11, ПК-3,
двух сомономеров
6-10 ПК-7, ПК-22,
12-13 ПК-23, ПК17
21, ПК-24
19-25
6.
Ступенчатые процессы образования макромолекул. Поликонденсация.
6.1 . Основные закономерности
ступенчатых процессов синтеза
ВМС
Линейная поликонденсация, ее
виды, закономерности протекания
3
1
3
7
1-4 ОК-11, ПК-3,
6-10 ПК-7, ПК-22,
12-13 ПК-23, ПК17
21, ПК-24
19-25
6.2 Трехмерная поликонденсация и
ее особенности.
3
0,5
3
6
1-4 ОК-11, ПК-3,
6-10 ПК-7, ПК-22,
12-13 ПК-23, ПК17
21, ПК-24
19-25
30
7
Химические реакции ВМС
7.1 Реакции, протекающие без суще- 3 0,5
3
6
ственного изменения молекулярной массы макромолекул
7.2 Реакции, протекающие с увеличением молекулярной массы
макромолекул
3
0,5
3
6
7.3 Реакции, протекающие с
уменьшением молекулярной
массы макромолекул
3
0,5
3
6
8
8.1 Сущность понятия структуры
полимеров
Структура ВМС
4,5 1
4,5
1-4
6-10
12-14
17
19-27
35
1-4
6-10
12-14
17
19-27
35
1-4
6-10
12-14
17
19-27
35
ОК-8, ПК-9,
ПК-7, ПК-22,
ПК-23, ПК21, ПК-24
ОК-11, ПК-3,
ПК-7, ПК-22,
ПК-23, ПК21, ПК-24
ОК-11, ПК-3,
ПК-7, ПК-22,
ПК-23, ПК21, ПК-24
1-13 ОК-11, ПК-3,
15-22 ПК-7, ПК-22,
28-29 ПК-23, ПК31-32 21, ПК-24
8.2 Структура отдельных макромо4,5 1
4,5
7
1-13 ОК-11, ПК-3,
лекул
15-22 ПК-7, ПК-22,
28-29 ПК-23, ПК31-32 21, ПК-24
9
Межмолекулярное взаимодействие, надмолекулярная структура в полимерах. Природа прочности ВМС
9.1 Межмолекулярное взаимодей1,5 1
1,5
2,5
1-13 ОК-11, ПК-3,
. ствие (ММвзП ) в полимерах
15-22 ПК-7, ПК-22,
28-29 ПК-23, ПК31-32 21, ПК-24
7
9.2 Надмолекулярная структура
полимеров
9,3 Прочность полимеров
1,5
0,5
1,5
3
3
0,5
3
6
10
Физические состояния ВМС.
10. Физические состояния аморф6 3,5
6
9
1 ных полимеров
10. Физические состояния кристал2 лических и сетчатых полимеров
6
6
9
11
11. Специфика и механизм раство1 рения ВМС. Отличия растворов
ВМС от растворов НМС.
Растворы ВМС
3
2
3
6
11. Факторы, влияющие на набуха2 ние и растворение ВМС.
3
1,5
3
5
11. Пластификация ВМС
3
3
1,5
3
5
11. Определение молекулярной
4 массы ВМС благодаря исследованию свойств их растворов
3
1,5
3
5
ИТОГО по отдельным разделам
Подготовка к экзамену
ИТОГО
90
26
90
154
26
36
126
36
190
90
2
1-13
15-22
28-29
31-32
1-13
15-22
28-29
31-32
ОК-11, ПК-3,
ПК-7, ПК-22,
ПК-23, ПК21, ПК-24
ОК-11, ПК-3,
ПК-7, ПК-22,
ПК-23, ПК21, ПК-24
1-13
15-22
28-29
31-32
1-13
15-22
28-29
31-32
ОК-11, ПК-3,
ПК-7, ПК-22,
ПК-23, ПК21, ПК-24
ОК-11, ПК-3,
ПК-7, ПК-22,
ПК-23, ПК21, ПК-24
1-13 ОК-11, ПК-3,
ПК-7, ПК-22,
ПК-23, ПК21, ПК-24
15-22 ОК-11, ПК-3,
28-29 ПК-7, ПК-22,
ПК-23, ПК31-32
21, ПК-24
1-13 ОК-11, ПК-3,
ПК-7, ПК-22,
ПК-23, ПК21, ПК-24
15-22 ОК-11, ПК-3,
28-29 ПК-7, ПК-22,
ПК-23, ПК31-32
21, ПК-24
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Введение. Основные понятия и определения химии
1.
и физики
ВМС
Цели и задачи дисциплины.Предмет и задачи химии и физики ВМС,
её практическое значение.
1.1.
Распространение полимеров в природе, состояние производства полимеров. Полимеры в «живой» и «неживой» природе. Объемы производства и области применения полимеров. Специфические свойства полимеров.
Специфика терминологии в области химии и физик ВМС. Понятия мономер, олигомер, ВМС, полимер, составное звено, структурное (СПЗ),
мономерное, конфигурационное звено, макромолекула, степень полимеризации полимера. Полимергомологи и полимераналоги
2.
Классификация и номенклатура полимеров
2.1. Способы классификации полимеров
Фундаментальная классификация полимеров по химической природе
СПЗ по происхождению, полярности, отношению к нагреванию и другим признакам. Варианты номенклатуры полимеров
Рациональная, систематическая и тривиальная виды номенклатур. Особенности их формирования и степень отражения структуры и свойств
полимеров.
3.
Цепные процессы синтеза макромолекул. Радикальная полимеризация (РП)
3.1. Основные закономерности цепных процессов синтеза полимеров
Полимеризация как цепной процесс (ЦП). Стадии процесса Типы мономеров и их предрасположенность к различным видам цепной полимеризации. Термодинамические и кинетические условия протекания ЦП.
3.2.Специфика и закономерности радикальной полимеризации.
Природа активных центров при РП. Способы инициирования, мономеры, химические инициаторы, механизм и условия их распада. Кинетика,
механизм и энергетические характеристики РП. Активность мономеров
и их радикалов в реакциях радикальной полимеризации. Реакции передачи цепи, регулирование и ингибирование радикальной полимеризации. Влияние факторов на скорость и степень полимеризации при РП.
4.
Ионная
полимеризация.
Катионная,
анионная,
ионнокоординационная полимеризация
4.1. Особенности ионной полимеризации (ИП) и ее отличия от РП.
Природа активных центров при ионной полимеризации. Кинетика, энергетика процесса и структура образующихся полимеров.
4.2 Катионная полимеризация.
Катализаторы, мономеры, растворители, энергетика, механизм катионной полимеризации алкенов, карбонильных соединений и гетероциклов.
Кинетика процессов. Влияние условий (температуры, природы катализатора, мономера и среды) на скорость и степень полимеризации.
4.3.Анионная полимеризация.
Катализаторы, мономеры, энергетика, механизм и стереорегулярность
анионной полимеризации алкенов, Кинетика процессов. Особенности
химизма разных видов анионной полимеризации. Влияние условий
(температуры, природы катализатора, мономера и среды) на скорость и
степень полимеризации.
Ионно-координационная полимеризация.
Катализаторы и механизм стереоспецифической полимеризации на гомогенных и гетерогенных катализаторах. Достоинства
ионнокоординационной полимеризации. Сравнение радикальной полимеризации с ионной полимеризацией.
5.
Сополимеризация.
5.1. Достоинства сополимеризации (СПЛ).
СПЛ- как метод получения сополимеров с заданным комплексом эксплуатационных свойств. Практическое использование СПЛ.
5.2. Радикальная сополимеризация двух сомономеров.
Масштабы использования радикальной и ионной сополимеризации.
Теория сополимеризации. Уравнение состава (Майо-Льюиса) и типы
сополимеров. Константы сополимеризации. Влияние условий (сопряжение, стерические затруднения и полярность сомономеров) на активность
мономеров и радикалов, состав и скорость сополимеризации. Идеальная, чередующуяся и блочная виды сополимеризации.
6.
Ступенчатые процессы образования макромолекул. Поликонденсация (ПК).
6.1. Основные закономерности ступенчатых процессов синтеза полимеров
Специфика строения мономеров (реакционные центры, функциональные группы и функциональность), промежуточных соединений и реакций роста макромолекул в ступенчатых процессах. Разновидности ступенчатых реакций.
Линейная поликонденсация, ее виды, закономерности протекания.
Характеристика мономеров, реакционная способность мономеров и
олигомеров. Равновесная и неравновесная ПК. Особенности протекания,
кинетика, скорость, энергетика, глубина завершенности процесса, Стадии поликонденсационных процессов. Влияние факторов на скорость и
молекулярную массу полимеров при поликонденсации. Побочные процессы при поликонденсации.
6.2. Трехмерная поликонденсация и ее особенности.
Мономеры для трехмерной ПК. Стадии процесса и свойства продуктов
поликонденсации на разных стадиях. Гелеобразование как признак
трехмерной поликонденсации, Специфическое влияние факторов на
скорость процессов и свойства получаемых полимеров. Глубина завершенности процесса при трехмерной ПК.
7.
Химические реакции полимеров
7.1. Реакции, протекающие без существенного изменения молекулярной массы макромолекул
Общая характеристика и классификация химических реакций полимеров. Реакции с участием боковых групп макромолекул. Реакции полимераналогичных превращений и внутримолекулярные реакции; их особенности и практическое значение..
7.2. Реакции, протекающие с увеличением молекулярной массы
макромолекул.
Реакции разветвления и сшивания. Особенности протекания реакций в
отсутствие и присутствии компонентов отверждающих систем. Практическое применение данных реакций.
7.3.
Реакции, протекающие с уменьшением молекулярной массы
макромолекул
Реакции деструкции как основная причина старения полимеров. Окислительная, термическая, фотохимическая, радиационная и механодеструкции. Стабилизация полимеров, типы и механизм действия применяемых стабилизаторов.
8.
Структура полимеров
8.1. Сущность понятия структуры полимеров.
Смысл понятия «структура полимеров». Составные компоненты структуры полимеров: природа и структура отдельных макромолекул, надмолекулярная структура полимеров..
8.2. Структура отдельных макромолекул.
Химическая природа макромолекул. Конфигурация полимеров: на уровне
звена, присоединения звеньев, на уровне цепи. Конформация макромолекул: на уровне звена, присоединения звеньев, на уровне цепи. Молекулярная масса и полидисперсность полимеров. Структурная и стереоизомерия.
9.
Межмолекулярное взаимодействие и надмолекулярная структура в полимерах. Прочность ВМС.
9.1.Межмолекулярное взаимодействие (ММвзП )в полимерах.
Природа сил и интенсивность ММвзП. Явления когезии, адгезии и
аутогезии. Оценка величины энергии когезии
9.2. Надмолекулярная структура полимеров.
Понятия агрегатного и фазового состояний полимеров. Надмолекулярная структура полимеров (НМСП). Виды надмолекулярной структуры
полимеров в аморфном и кристаллическом фазовом состояниях. Влияние НМСП на свойства полимеров.
9.3. Основы теории прочности ВМС. Механическая прочность полимеров и факторы, влияющие на прочность.
10.
Физические состояния полимеров
10.1. Физические состояния аморфных полимеров.
Сущность и природа стеклообразного, высокоэластического и вязкотекучего физических состояний аморфных полимеров. Температуры перехода (Тс,Тт) и факторы, влияющие на переход из одного физического
состояния в другое.
10.2. Физические состояния кристаллических и сетчатых полимеров
Сущность и природа кристаллического, высокоэластического и вязкотекучего физических состояний кристаллических полимеров. Температуры перехода (Тпл,Тт) и факторы, влияющие на переход из одного физического состояния в другое. Пластификация полимеров, ее роль. Явление и
характеристики хрупкости. Конструкционные пластики, эластомеры, волокна. Температурные границы эксплуатации полимеров.
11.
Растворы высокомолекулярных соединений.
11.1. Механизм, стадии и условия растворения полимеров. Специфика и
механизм растворения ВМС. Отличия растворов ВМС от растворов НМС.
Разбавленные и концентрированные растворы полимеров
11.2. Набухание полимеров и его особенности. Реология (особенности
течения) разбавленных и концентрированных растворов ВМС. Факторы,
влияющие на набухание и растворение ВМС.
11.3. Пластификация ВМС. Механизм пластификации. Влияние пластификаторов на морозостойкость, условия переработки и эксплуатации ВМС.
Типы пластификаторов и требования, предъявляемые к ним.
11.4. Практическое применение растворов ВМС. Определение молекулярной массы ВМС благодаря исследованию свойств их растворов. Вискозиметрический метод определения ММ полимеров.
№
ОСНОВНАЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА
МЕТОДИЧЕСКАЯ ЛИТЕРАТУРА
Кол-во
Кол-во
Год
экземобучаАвтор, наименование
изда- пляров в
ющихния
библиося
теке
Основная литература
Коэффициент
книгообеспеченности
1
2
3
4
5
6
7
8
Выдрина Т.С. Химия высокомолекулярных
соединений: учеб. пособие /Т.С. Выдрина. –
Екатеринбург: Урал. гос. Лесотежн. Ун-т,
2012. – 180 с.
Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения [Текст]: учебник для студентов
вузов, обучающихся по специальности
011000 "Химия" и направлению 510500 "Химия" / Ю. Д. Семчиков. - 5-е изд., стер. - М. :
Академия, 2010. - 368 с
Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров [Текст] : учебник для вузов,
обучающихся по направлению 240400 "Хим. технология орган. веществ и топлива" по специальности 240406 - "Технология
хим. переработки древесины" / В. И. Азаров, А. В. Буров, А. В. Оболенская. - Изд. 2е, испр. - СПб. ; М. ; Краснодар : Лань,
2010. - 624 с.,
Кулезнев В.Н.,Шершнев В.А. Химия и физика полимеров. М.: КолосС., 2007. 367с.
Сутягин В.М. Физико-химические методы
исследования полимеров: учебное пособие/В. М. Сутягин, А.А. Ляпков. – Томск:
Изд-во Томского политехнического университета, 2010. –140 с.
Сутягин В.М. Химия и физика полимеров в
вопросах и ответах: учебное пособие/В. М.
Сутягин, Л. И. Бондалетова. – Томск: Изд-во
Томского политехнического университета,
2007. –122 с.
Тугов И.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров. М.: Химия, 1989. 432с.
Сутягин В.М., Бондалетова Л.И. Химия и
физика полимеров: Учебное пособие. –
Томск: Изд-во ТПУ, 2003. – 208 с.
2012
10
75*
0,13
2010
10
75*
0,13
2010
25
75*
0,3
2007
40
75*
0,5
(Интернетресурс)
75*
1,0
2010
2007
(Интернетресурс)
75*
1,0
1989
5
75*
0,07
2003
(Интернетресурс)
75*
1,0
Дополнительная литература
9
10
Куренков В.Ф., Бударина Л.А., Заикин А.Е.
Практикум по химии и физике высокомолекулярных соединений [Текст] : учебное
пособие для студентов хим.-технолог. вузов
/ В. Ф. Куренков, Л. А. Бударина, А. Е. Заикин. - М. : КолосС, 2008. - 395 с.
Химия и физика полимеров: Методические
указания, программные вопросы и контрольные задания для студентов направления 240100 / Сост. В.М. Сутягин, Л.И. Бондалетова. – Томск: Изд-воТПУ, 2005 –72 с.
2008
5
75*
0,07
2005
(Интернетресурс)
75*
1,0
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
Замышляева О.Г. Методы исследования
современных полимерных материалов::
учебно-методическое пособие. – Нижний
Новгород: Нижегородский госуниверситет,
2012. – 90 с.
2012
(Интернетресурс)
75*
1,0
Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения. М.: Высш.шк., 1992. 512 с.
Рамбиди, Николай Георгиевич. Структура
полимеров - от молекул до наноансамблей
[Текст] : [учеб.пособие] / Н. Г. Рамбиди. Долгопрудный : Интеллект, 2009. - 264 с.
Горение, деструкция и стабилизация полимеров./Под ред. Г.Е Заикова. 2008 г. -422 с.
1992
1
75*
0,015
2009
1
75
0,015
2008
75*
1,0
Гуль В.Е., Кулезнев В.Н. Структура и механические свойства полимеров: Учеб. для
хим.- технол. вузов. М.: Лабиринт, 1994.
367с.
Малкин, А. Я. Реология: концепции, методы,
приложения [Текст] = Rheology: conceptions,
methods, applications : авторизов. пер.с англ. /
А. Я. Малкин, А. И. Исаев. - СПб. : Профессия, 2007. - 560 с.
Лосев И.П., Тростянская Е.Б. Химия синтетических полимеров. М.:Химия, 1971.
615с.
Технические свойства полимерных материалов: Уч.- справ. пос./ В.К Крыжановский, А.Д. Паниматченко. – СПб: Профессия, 2007 (2006, 2003гг).
Химическая энциклопедия: В 5 т./ Редкол.:
Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др. – М.: Большая
Российская энцикл., 1988-1992.
Энциклопедия полимеров: В 3 т. М.: Сов.
энцикл., 1972-1977.
Основы полимерного материаловедения:
Учеб. пособие./Н.Д. Негодяев, В.Г. Бурындин и др. Екатеринбург: УГТУ, 1998.
Шур А.М. Высокомолекулярные соединения. М.: Высш. шк., 1981. 656 с.
Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы
химии высокомолекулярных соединений.
М.: Химия, 1976. 440с.
Оудиан Дж. Основы химии полимеров. М.:
Мир, 1974. 614 с.
Практикум по высокомолекулярным соединениям. М.: Химия, 1985. 224с.
Воробьева Г.Я. Химическая стойкость полимерных материалов. М.: Химия,1981. 296
с.
1994
(Интернетресурс)
1
75*
0,015
2007
10
75*
0,15
2002
1
75*
0,015
2007
31
75*
0,4
19881992
2
75*
0,03
19721977
1998
3
75*
0,04
15
75*
0,2
1981
1
75*
0,015
1976
2
75*
0,03
1974
1
75*
0,015
2003
7
75*
0,09
1981
1
75*
0,015
27
Шляпников Ю.А. и др. Антиокислительная
стабилизация полимеров. М.: Химия, 1986.
256 с
1981
1
75*
0,015
Методические разработки кафедры
28
29
30
31
32
33
34
Выдрина Т. С. Химия и физика высокомолекулярных соединений : метод. указания
для выполнения лабораторного практикума
по дисциплине «Химия и физика ВМС»
студентами очной, заочной и ускоренной
форм обучения направления 18.03.01. «Химическая технология» /Т.С. Выдрина.Урал. гос. лесотехн. ун-т. - Екатеринбург :
2014. - 36 с.
Выдрина Т.С. Химия высокомолекулярных
соединений: учеб. пособие /Т.С. Выдрина. –
Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. Ун-т,
2012. – 180 с.
Выдрина Т. С. Полимеры и методы их
идентификации : учеб. пособие [для студентов факультетов МТД и ИЭФ] / Т. С.
Выдрина ; Урал. гос. лесотехн. ун-т. - Екатеринбург : УГЛТУ, 2009. - 92 с. - Библиогр.: с. 90.
Балакин В.М., Выдрина Т.С. Основы физико-химии полимеров: Учеб. пособие. Екатеринбург: УЛТИ, 1994. 76 с.
Основы полимерного материаловедения:
Учеб. пособие./Н.Д. Негодяев, В.Г. Бурындин, А.И. Матерн, В.В. Глухих. Екатеринбург: УГТУ, 1998. 322с.
Выдрина Т.С. Химия и физика полимеров.
Методические указания для выполнения
лабораторного практикума по дисциплине
"Химия и физика полимеров " студентами
очной, заочной и ускоренной заочной (3.5
года) форм обучения по специальности
250600 “Технология переработки пластмасс
и эластомеров”, специализации 2506.01
“Технология изделий из пластических масс
и композиционных материалов”. Екатеринбург: УГЛТУ, 2002. 32с.
Выдрина Т.С. Химия и физика полимеров.
Методические указания и контрольные вопросы по дисциплине " Химия и физика
полимеров " для самостоятельной работы
студентов заочной формы обучения по специальности 250600 “Технология переработки пластмасс и эластомеров”, специализации 2506.01 “ Технология изделий из
пластических масс и композиционных материалов”. Екатеринбург: УГЛТА, 1998.
32с.
2014
10
75*
0,13
2012
10
75*
0,13
2009
60
75*
0,8
1994
89
75*
1,18
1998
20
75*
0,27
2002
25
75*
0,30
1998
25
75*
0,30
35
Выдрина Т.С. Старение и стабилизация
полимеров". Методические указания для
выполнения лабораторного практикума
студентами очной и заочной форм обучения
спец. 2506.00 Екатеринбург: УГЛТУ, 2003
г.
2003
45
75*
0,6
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
ВАРИАНТ 1
1. Основные понятия и определения в химии и физике ВМС: мономер,
олигомер, полимер, составное повторяющееся звено, степень полимеризации, полимераналоги, полимергомологи, рекомбинация.
2. Классификация полимеров по химической природе.
3. Цепная полимеризация, ее механизм и условия протекания.
4. Сополимеризация. Механизм, кинетика и достоинства сополимеризации.
5. Трехмерная поликонденсация, условия ее протекания, механизм и глубина завершенности процесса.
6. Химические реакции полимеров. Окислительная деструкция.
7. Надмолекулярная структура аморфных полимеров.
8. Физические состояния аморфных полимеров. Температуры релаксационных переходов.
9. Механизм растворения полимеров. Набухание и его количественные характеристики.
ВАРИАНТ 2
1. Отличительные свойства высокомолекулярных соединений. структура
их потребления.
2. Номенклатура полимеров.
3. Мономеры, способы инициирования и стадии радикальной полимеризации.
4. Полимераналогичные превращения. Влияние полимерных эффектов на
скорость и степень конверсии полимеров.
5. Обратимая и необратимая поликонденсация.
6. Катализаторы катионной и анионной полимеризации. Механизм и условия их действия.
7. Отличительные особенности растворов полимеров от растворов низкомолекулярных соединений.
8. Конфигурация макромолекул, структурная и стереоизомерия полимеров.
9. Варианты и методы оценки прочностных свойств полимеров.
ВАРИАНТ 3
1. Классификация высокомолекулярных соединений (ВМС) по происхождению и отношению к нагреванию.
2. Инициаторы и окислительно-восстановительные системы, применяемые
в радикальной полимеризации (РП). Механизм их действия.
3. Мономеры, катализаторы и механизм катионной полимеризации (КП).
Влияние факторов на степень полимеризации.
4. Константы сополимеризации (СПЛ) и их влияние на состав сополимеров.
5. Влияние различных факторов на молекулярную массу полимеров при
поликонденсации (ПК). Побочные процессы при поликонденсации.
6. Макромолекулярные реакции удлинения цепи, сшивания и вулканизации.
7. Надмолекулярная структура кристаллических полимеров.
8. Гибкость полимеров и методы ее оценки.
9. Молекулярная масса и полидисперсность полимеров.
ВАРИАНТ 4
1. Распространение полимеров в «живой» и «неживой» природе.
2. Классификация ВМС по полярности и конфигурации.
3. Анионная полимеризация (АП).
4. Отличия поликонденсации от цепной полимеризации. Линейная поликонденсация.
5. Классификация химических реакций полимеров. Реакции разветвления
и сшивания.
6. Ионно-координационная полимеризация (ИКП).
7. Конформация и гибкость макромолекул. Характеристики гибкости и
факторы, влияющие на гибкость полимеров.
8. Пластификация полимеров, ее роль. Виды пластификаторов.
9. Агрегатные и фазовые состояния ВМС.
ВАРИАНТ 5
1. Классификация полимеров по химической природе. Влияние химической природы на свойства полимеров.
2. Высокомолекулярные компоненты древесинного вещества.
3. Стадии и механизм радикальной полимеризации. Варианты и реагенты
обрыва цепи при РП.
4. Виды сополимеризации (идеальная, чередующуяся и блочная) в зависимости от значений констант сополимеризации.
5. Мономеры, инициаторы, ингибиторы, стабилизаторы и их роль в процессах синтеза и эксплуатации полимеров.
6. Внутримолекулярные реакции циклизации и винилирования, протекающие в полимерах.
7. Межмолекулярное взаимодействие в полимерах. Когезия и адгезия.
8. Варианты и методы оценки усредненных молекулярных масс и полидисперсности полимеров.
9. Конструкционные пластики, эластомеры, волокна. Температурные границы эксплуатации указанных материалов.
ВАРИАНТ 6
1. Структура производства и области применения высокомолекулярных
соединений.
2. Ионно-координационная полимеризация на катализаторах ЦиглераНатта. Достоинства ИКП.
3. Анионная полимеризация диеновых мономеров на алкилах щелочных
металлов.
4. Технические способы проведения полимеризации.
5. Равновесная и неравновесная поликонденсация. Мономеры для поликонденсации. Гомо- и гетерополиконденсация.
6. Термическая деструкция и механодеструкция полимеров.
7. Конфигурация виниловых, диеновых полимеров и сополимеров на
уровне звена и присоединения звеньев.
8. Физические процессы, протекающие в аморфных термопластичных полимерах при нагревании и охлаждении.
9. Методы определения среднечисловой молекулярной массы полимеров.
ВАРИАНТ 7
1. Основные термины и определения в химии и физике ВМС: ВМС, полимер, полимеризация, поликонденсация, составное звено, макромолекула,
сополимеризация, гомополимер.
2. Общие признаки и различия цепной полимеризации, поликонденсации и
миграционной полимеризации (иначе ступенчатой полимеризации или
полиприсоединения).
3. Термодинамические и кинетические условия протекания цепной полимеризации.
4. Способы инициирования РП. Химические инициаторы: механизм и
условия их распада.
5. Трехмерная и линейная поликонденсация. Мономеры для линейной и
трехмерной ПК и стадии процесса.
6. Технические способы проведения поликонденсации.
7. Фотохимическая и радиационная деструкция полимеров.
8. Вискозиметрический метод определения молекулярной массы полимеров.
9. Агрегатные, фазовые и физические состояния аморфных полимеров.
Температуры стеклования и текучести (Тс и Тт).
ВАРИАНТ 8
1. Органические, неорганические и элементорганические полимеры: строение, свойства и области применения.
2. Сополимеризация и ее достоинства. Активность сомономеров и возможные диаграммы состава сополимеров.
3. Радикальная полимеризация. Факторы, влияющие на скорость РП и молекулярную массу полимера.
4. Поликонденсация, ее виды и основные закономерности.
5. Полимераналогичные превращения как способ получения искусственных полимеров.
6. Свойства аморфных полимеров в стеклообразном (СС), высокоэластическом (ВЭС) и вязкотекучем (ВТС) состояниях. Температуры Тхр., Тс,
Тпл. и Тдестр.- как важнейшие эксплуатационные характеристики полимеров.
7. Условия и стадии растворения полимеров.
8. Антиоксиданты, термо- и фотостабилизаторы, антирады, стабилизаторы-смазки. Их роль и механизм действия.
9. Природа сил межмолекулярного взаимодействия в полимерах.
ВАРИАНТ 9
1. Специфические эксплуатационные свойства высокомолекулярных соединений и области их применения.
2. Классификация полимеров по химической природе. Органические полимеры и их свойства.
3. Методы получения полимеров и краткая характеристика каждого из
них. Мономеры для ЦП и ПК.
4. Радикальная полимеризация. Варианты обрыва цепи при РП. Ингибиторы и замедлители РП.
5. Варианты анионной полимеризации (АП) с переносом электрона и на
амидах щелочных металлов. Влияние факторов на скорость АП и степень полимеризации полимера.
6. «Слабые» связи в макромолекулах ВМС. Механизм, стадии и продукты
окислительной деструкции полимеров.
7. Агрегатные, фазовые и физические состояния кристаллических и трехмерносшитых полимеров.
8. Термины и определения в физике ВМС: релаксация, высокоэластичность, упругость, вязкотекучесть, полидисперсность, степень кристалличности, изотропия, анизотропия, отжиг, закалка, когезия, адгезия.
9. Варианты и механизм набухания и пластификации полимеров. Представители пластификаторов и требования, предъявляемые к ним.
ВАРИАНТ 10
1. Классификация полимеров по отношению к нагреванию и по происхождению.
2. Понятие структуры полимеров и комплекс характеристик, формирующих итоговую структуру полимеров.
3. Мономеры для ЦП и ПК. Признаки ЦП и ПК.
4. Условия протекания радикальной полимеризации (РП). Варианты реакций передачи цепи при РП. Влияние ингибиторов и других факторов на
скорость и молекулярную массу полимеров при РП.
5. Условия, механизм и достоинства гомогенной и гетерогенной ИКП.
6. Классификация химических реакций полимеров. Химическая и термическая деструкция полимеров.
7. Природа и интенсивность сил межмолекулярного взаимодействия. Силы
Ван-дер-Ваальса, водородная связь, -взаимодействие.
8. Антиоксиданты первой и второй группы и механизм их действия.
9. Методы фракционирования и расчета среднечисловой и среднемассовой молекулярной массы полимеров.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Разделы рабочей программы дисциплины
Перечень и содержание разделов дисциплины
Тематический план учебной дисциплины
Основная и дополнительная учебная литература. Методическая
литература
Контрольные задания
4
5
7
10
14
18