ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ДС.04 ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Факультет инженерно-экологический

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ДС.04 ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Факультет инженерно-экологический
Направление 655100 «Химическая технология высокомолекулярных соединений и полимерных материалов»
Специальность 240502 «Технология переработки пластических масс и эластомеров»
Специализация 240502.01  технология изделий из пластических масс
и композиционных материалов
Форма обучения очная.
Курс  четвертый
Вид занятий
Лекции, ч
Лабораторные работы, ч
Зачет
Экзамен
Курсовая работа
Самостоятельная работа, ч
Всего
Итого
Семестр 7
46
48
+
+
96
190
190
Разработчик УМК___________________(Коршунова Н.И.)
Екатеринбург, 2012 г.
СОДЕРЖАНИЕ ТЕМ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Тип и содержание лекций
1
Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Содержание и задачи курса. Краткие 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.
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.
Раздел 2. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ,
ПОЛУЧАЕМЫХ
РЕАКЦИЕЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ
2.1 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 полиэтилена и его
применение.
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.
Литература
2
18
1, 3, 8
1, 3, 8
1, 3, 8
1-6, 8
1-6, 8
1-6, 8
2.2 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 в производстве полистирольных пластиков.
2.3 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.
2.4. 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.
1-6, 8
1-6, 8
1-6, 8
1-5,7
1-5,7
2.5 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.
1-5,7
Раздел 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ,
ПОЛУЧАЕМЫХ
РЕАКЦИЕЙ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ
3.1 Фенолоформальдегидные 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. Прессматериалы 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.
3.2 Аминоальдегидные полимеры
Характеристика сырья. Закономерности
меламиноформальдегидных олигомеров.
синтеза
2
и
отверждения
карбамидо
и
1-5,7
1-6, 8
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.
3.3 Гетероцепные сложные полиэфиры
Термопластичные сложные полиэфиры. Полиэтилентерефталат. Характеристика
сырья. Особенности синтеза, технологическая схема производства полиэтилентерефталата,
режимы и контроль процесса. Свойства и применение полиэтилентерефталата.
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.
3.4 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 и применении эпоксидных смол.
3.5 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.
3.6 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
Раздел 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ,
ПОЛУЧАЕМЫХ
ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИЕЙ
4.1 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.
3
1, 4-7, 9
1, 4-7, 9
1, 4-7, 9
1, 4-7, 9
1, 4-7, 9
1, 4-7, 9
1, 4-7, 9
1, 4-6
1, 4-6
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
Тема
Ингредиенты полимерных материалов (наполнители, пластификаторы,
стабилизаторы, сшивающие агенты, красители, порообразователи, смазки,
антипирены, антистатики).
Колво
часов
Литра
5
1, 6
5
1, 6
5
1-3
5
1-3
18
18
40
96
17
1-7
*)
Основные направления использования полимеров (пластические
массы, армированные пластики, газонаполненные полимеры, эластомеры,
лакокрасочные материалы, клеи и герметики, волокна, ионообменные смолы).
Эфиры целлюлозы и пластические массы на их основе.
Сложные эфиры целлюлозы. Характеристика сырья. Производство ацетатов
целлюлозы гомогенным и гетерогенным способами. Свойства и применение
ацетатов целлюлозы.
Простые эфиры целлюлозы. Производство простых эфиров целлюлозы.
Свойства и применение.
Техника безопасности при производстве эфиров целлюлозы.
Подготовка к коллоквиумам, лабораторным занятиям, написание отчетов по
лабораторным работам
Подготовка к экзамену
Выполнение курсовой работы
Итого
*) Список литературы согласно выбранной темы работы
УЧЕБНОМЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Учебная литература:
основная
1.Технология полимерных материалов: учебное пособие /А.Ф.Николаев, В.К. Крыжановский, В.В.
Бурлов и др.; под общей ред. В.К.Крыжановского.-СПб. Профессия, 2008.-544 с.
2.Коршунова Н.И. Основы технологии производства полимеров. Ч.2. Екатеринбург, УГЛТУ, 2002. –
136 с.
3. Бурындин В.Г., Коршунова Н.И., Ершова О.В. Основы технологии производства полимеров.
Магнитогорск, МГТУ, 2011. -130 с.
Дополнительная
4.Технология пластических масс /Под ред. В. В. Коршака. - М: Химия, Изд. 2. 1976. – 608 с., Изд. 3.
1985. – 560 с.
5. Николаев Н. Ф. Технология пластических масс.- Л: Химия,1977.
6. Воробьев В.А., Андрианов Р.А. Технология полимеров. - М.: Высш. школа. 1980. – 303 с.
7. Азаров В. И., Цветков В. Е. Технология связующих и полимерных материалов. - М: Лесная
промсть,1985. – 216 с.
8. Коршунова Н.И. Основы технологии производства полимеров. Ч.1. Екатеринбург, УГЛТА, 1998.
– 68 с.
9.Доронин Ю. Г., Свиткина М. М., Мирошниченко С. Н. Синтетические смолы в деревообработке:
Справочник. - М: Лесная промсть, 1979.
Доронин Ю. Г., Мирошниченко С. Н., Свиткина М. М. Синтетические смолы в деревообработке. М: Лесная промсть, 1987. – 224 с.
10..Орлова О.В., Фомичева Т.Н. Технология лаков и красок. – М.: Химия, 1990. – 384 с.
11. Кардашев Д. А. , Петрова А. П. Полимерные клеи.- М: Химия, 1983.
12. Кондратьев В.П., Доронин Ю.Г. Водостойкие клеи в деревообработке. - М.: Лесная
промсть.1988. – 216 с.
13. Бухтияров В.П., Иванов Н.А., Савченко Б.Ф. Полимерные материалы в производстве мебели. М: Лесная промсть, 1980. – 272 с.
14. Кузнецов Е.В., Прохорова И.П., Файзуллина Д.А. Альбом технологических схем производства
полимеров и пластических масс на их основе. - М.: Химия, 1976.
4
15. Энциклопедия полимеров: В 3 т.- М.: Сов. энцикл., 19721977.
16. Григорьев А.П., Федотова О.Я. Лабораторный практикум по технологии пластических масс:
Учеб. пособие для химикотехнолог. Вузов в 2 т. - М: Высш. шк., 1986.
Методические разработки:
17. Коршунова Н. И. Технология получения полимерных материалов: Методические указания к
лабораторным работам для студентов очной и заочной форм обучения. Направление 240100 – химическая
технология и биотехнология. 655100 – химическая технология высокомолекулярных соединений и
полимерных материалов: - Екатеринбург: УГЛТУ, 2010. – 40 с.
18. Коршунова Н.И. Технология получения полимерных материалов.: Методические указания по
выполнению контрольных работ и программа для студентов заочной формы обучения спец. 250601
«Технология изделий из пластических масс и композиционных материалов»: - Екатеринбург: УГЛТА, 2000.
– 16 с.
19. Коршунова Н.И. Методические 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.
5