МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ К.И.САТПАЕВА
Институт геологии и нефтегазового дела имени К.Турысова
Кафедра химической технологии переработки нефти и газа
ПРОГРАММА КУРСА (SYLLABUS)
Of
По дисциплине «Полимерные композиции и
композиционные материалы на их
основе»
для специальности 6D072100 - Химическая технология органических
веществ
Форма обучения - дневная
Всего - 4 кредита
Курс - 1
Семестр - 2
Лекций - 30 часов
Практические занятия -30 часов
СРД - 150 часов
СРДП - 30 часов
Экзамен У семестр 2
Алматы 2013
Программа курса составлена: Ирискиной Людмилой Борисовной, доцентом,
кандидатом химических наук; в соответствии с учебным планом специальности
6D072100 - Химическая технология органических веществ, утвержденным «__»_2013 г.
Рассмотрена на заседании кафедры Химической технологии переработки нефти и газа
ИГиНГД
«28»08 2013 г. Протокол №1
Зав. кафедрой _____ Елигбаева Г.Ж.
Одобрена методическим Советом Института геологии и нефтегазового дела
имени
Сведения о преподавателях:
Ирискина Людмила Борисовна, доцент, кандидат химических наук, окончила
Казахский государственный университет, научно-педагогический стаж более 25 лет В
КазНТУ работает с 1996 года, читает лекции, проводит практические и лабораторные
занятия по органической химии для студентов обучающихся по специальности
«Химическая технология неорганических веществ», «Химическая технология
органических веществ». По данной дисциплине имеет три методические разработки:
«Программа большого практикума», «Органическая химия», « Препаративная
органическая химия ». Проводит занятия по курсу «Химия нефти и газа» и процессам
переработки нефтяного сырья. Имеет две методические разработки по этим
дисциплинам для практических и лабораторных работ.
Офис: кафедра «Химическая технология переработки нефти и
газа» Адрес: 480013, г. Алматы, пр. Сатпаева 22, ГУК каб.821,
702 Тел; кафедры. 8 (7272)57-71-88, 57-70-61 Факс:
E-mail:
2
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1 Цель преподавания дисциплины
Цель изучения курса «Полимерные композиции и композиционные материалы на их
основе» дать углубленное представление о полимерных композиционных материалах,
особенностях их структуры и свойств, технологии их получения.
1.2 Задачи изучения дисциплины
В результате изучения курса «Полимерные композиции
и композиционные
материалы на их основе» докторант должен знать:
- особенности структуры и свойств полимерных композиционных материалов
- основные виды связующих полимерных композиционных материалов
- технологии получения полимерных композиционных материалов
докторант должен уметь:
- уметь выбирать наиболее подходящие полимер и наполнитель
- уметь выбирать технологический метод получения изделий из полимерных
композиционных материалов
1.3 Пререквизиты и постреквизиты курса
Пререквизиты: для изучения курса «Полимерные композиции и композиционные
материалы на их основе» докторантам необходим набор навыков и знаний по следующим
дисциплинам:
1.1.1 Физическая химия
1.1.2 Органическая химия
1.1.3 Физико-химия полимеров
Постреквизиты: знания, полученные по дисциплине «Полимерные композиции и
композиционные материалы на их основе» необходимы для изучения специальных курсов.
Краткое описание:
Дисциплина «Полимерные композиции и композиционные материалы на их основе»
предназначена для подготовки докторантов химической технологии органических веществ.
Усвоение данного курса позволяет расширить представления о особенностях технологии
получения полимерных композиционных материалов и изделий на их основе и основных
видах связующих полимерных композиционных материалов.
2 СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ ДОКТОРАНТОВ
При кредитной системе обучения в КазНТУ им. К.И. Сатпаева применяется
рейтинговый контроль знаний магистрантов. Рейтинг дисциплины оценивается по 100
бальной шкале.
Устанавливаются следующие виды контроля знаний докторантов (Таблица 1):
- текущий контроль (задачи, текущие контрольные тесты);
- рубежный контроль (тесты или контрольная работа);
- итоговый контроль (экзамен).
Таблица 1
Распределение рейтинговых баллов по видам контроля
№
1
Вид итогового
контроля
Экзамен
Виды контроля
Баллы
Итоговый контроль
Рубежный контроль
Текущий контроль
40
20
40
3
Сроки сдачи заданий текущего контроля (обязательное оформление реферата,
текущие тесты (Т), а также рубежных контролей (РК)), определяются календарным
графиком учебного процесса дисциплины (Таблица 2).
Таблица 2
Календарный график сдачи всех видов контроля по дисциплине
«Полимерные композиции и композиционные материалы на их основе»
Недели
Виды контроля
Недельное колво контроля
1
2
СР П
1
1
3
4
СР П
1
1
5
6
СР П
1
1
7
РК
1
8
П
1
9
Р
1
10
П
1
11 12
СР П
1
1
13
К
1
14
П
1
15
РК
1
Виды контроля: СР - самостоятельная работ; П – практическая работа; Р - реферат;
РК - рубежный контроль; К - контрольная работа.
Докторант допускается к сдаче итогового контроля (экзамена) при выполнении и
своевременной отчетности по всем видам контроля и при
наличии суммарного
рейтингового балла 30. Итоговый контроль (экзамен) считается сданным в случае набора
докторантом 20 баллов. Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале таблицы
3.
Таблица 3
Оценка знаний докторантов
Оценка
Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
Буквенный
эквивалент
А
АВ+
В
ВС+
С
СD+
D
F-
Рейтинговый балл
в процентах
в баллах
95 –100
4,00
90 - 94
3,67
85 –89
3,33
80 –84
3,00
75 – 79
2,67
70 – 74
2,33
65 – 69
2,00
60 – 64
1,67
55 – 59
1,33
50 – 54
1,00
0 – 49
0
3 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1 Тематический план курса составлен в виде таблицы 4, где указаны
наименование темы и количество академических часов по всем видам занятий,
предусмотренных для каждой темы. По выбранным видам занятий составлен график их
проведения (Таблица 5).
4
Таблица 4
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Распределение часов по видам занятий (4 кредита)
Наименование темы
Количество академических часов
Лекции
Практ.
СРДП
СРД
занятия
Введение
2
2
2
4
Особенности структуры и свойств
2
2
2
4
полимерных
композиционных
материалов (ПКМ)
Основные
виды
связующих
2
2
2
4
полимерных
композиционных
материалов
Основные виды наполнителей и
2
2
2
4
армирующих
элементов
композиционных материалов
Физико-химические процессы на
2
2
2
4
поверхности
раздела
матрицанаполнитель
Принципы регулирования свойств
2
2
2
4
полимерных
композиционных
материалов
Технология получения дисперсно2
2
2
4
наполненных пластических масс
Технологические методы получения
2
2
2
4
изделий из ПКМ. Формование
изделий из наполненных пластмасс
Прессование и литьевое прессование
2
2
2
4
Литье под давлением
2
2
2
4
Экструзия и соэкструзия
2
2
2
4
Штамповка
2
2
1
4
Формирование
заготовок
из
2
2
2
4
армированных пластиков
Пултрузия и роллтрузия
2
2
2
4
Применение
полимерных
2
2
2
4
композиционных материалов
Всего часов
30
30
30
90
Таблица 5
3.2 Название лекций и их краткое содержание
№
1
2
3
4
Цель лекции, основные разделы и краткое содержание
Введение.Определение
и
классификация
полимерных
композитов.Упругопрочные свойства композитов.
Особенности структуры и свойств полимерных композиционных
материалов (ПКМ). КМ
с высоким содержанием волкон
.Армированные пластики с регулируемыми механическими
свойствами. «Интеллектуальные» композиты.
Основные
виды
связующих
полимерных
композиционных
материалов.Термореактивные
и
термопластчные
сязующие.
Модифицированные матричные полимеры.
Основные виды наполнителей и армирующих элементов
5
Часы
2
2
2
2
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
композиционных материалов. Классификация наполнителей.
Классификация армирующих элементов
Физико-химические процессы на поверхности раздела матрицанаполнитель. Смачивание и адгезия. Диффузия полимеров в
волокона. Адгезионная прочность и остататочные напряжения.
Принципы регулирования свойств полимерных композиционных
материалов. Структура наполненых ПМ в зависимости от состава,
размера и формы частиц наполнителя.
Технология получения дисперсно-наполненных пластических масс.
Основные стадии: подготовка, смешение, гранулирование.
Технологические методы получения изделий из ПКМ. Формование
изделий из наполненных пластмасс. Основные стадии формования
изделий из наполненных пластмасс.
Прессование и литьевое прессование. Основные параметры.
Основное оборудование и остнастка.Технологические расчеты.
Литье под давлением. Основное оборудование.Литьевые формы.
Основы технологии.
Экструзия и соэкструзия. Экструдеры. Принципиальное устройство
экструзионных головок. Технология производства.экструзионных
изделий.
Штамповка. Горячая штамповка. Холодная штамповка.
Формирование заготовок из армированных пластиков. Выкладка в
форме. Выкладка сухих пакетов.
Пултрузия и роллтрузия. Технологическая схема. Формующая
матрица пултрузионного агрегата. Непрерывная технология
получения ПКМ роллтрузией.
Применение полимерных композиционных материалов. Ракетнокосмические системы. Авиационные системы. Наземный транспорт.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4 ТЕМА ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ, СОДЕРЖАНИЕ И КОЛИЧЕСТВО ЧАСОВ
№
1
2
3
4
5
6
Неделя и
дата
Темы практических занятий
Термореактивные
связующие
(олигомеры)
ПКМ.
Фенолформальдегидные, фурановые, кремнеорганические
полимеры.
Термореактивные
связующие
(олигомеры)
ПКМ.
Ненасыщеные
олигоэфиры,
эпоксидные
олигомеры,
полиимиды.
Термопластичные связующие (полимеры на основе
виниловых мономеров). Полиолефины, поливинилхлорид,
полистирольные пластики, полиметилметакрилат.
Термопластичные связующие на основе полиимидов и
полиамидов. Полиимиды. Алифатические и ароматические
полиамиды.
Классификация наполнителей композиционных материалов.
Дисперсные,
волокнистые,
слоистые
и
зернистые
наполнители.
Классификация армирующих элементов композиционных
материалов.
Волокнистые
армирующие
элементы
различного состава.
6
Таблица 6
Часы
2
2
2
2
2
2
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Физико-химия
формирования
поверхности
раздела.
Процессы, происходящие на границе раздела матрицанаполнитель.
Физико-химические процессы на поверхности раздела
матрица-наполнитель
для
композитов
со
стекловолокнистым наполнителем. Влияние природы и
состава
матрицы,
Модифицирование
поверхности
наполнителя.
Связь
прочности
стеклопластиков
с
прочностью границы раздела.
Физико-химические процессы на поверхности раздела
матрица-наполнитель
для
композитов
с
органоволокнистым наполнителем. Влияние природы
матрицы. Связь прочности органопластиков с прочностью
границы раздела.
Технология
получения
полуфабрикатов
наполненных
пластмасс. Поучение премиксов, препрегов, волокнитов.
Технология получения полуфабрикатов армированных
пластиков. Виды полуфабрикатов. Технологический
процесс получения.
Формование
изделий
из
наполненных
пластмасс.
Технологические методы получения изделий из ПКМ.
Переработка фторопластов. Основные разновидности
фторопластов и их переработка.
Формирование заготовок из армированных пластиков.
Основные этапы формирования.
Формование изделий из армированных пластиков. Выбор
метода формования.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
5 СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ДОКТОРАНТОВ
ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ (СРДП)
1. Микромеханические
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
аспекты
взаимодействия
компонентов
полимерных
композиционных материалов.
Упругопрочностные свойства композитов..
Современные технологии получения изделий из полимерных композиционных
материалов.
Технология производства экструзионных изделий.
Основы технологи литья под давлением.
Технологическое обеспечение заданных свойств армированных пластиков.
Разработка непрерывно армированных пластиков с заданными свойствами.
Разработка армированных пластиков функционального назначения.
Физико-химические, реологические и технологические характеристики связующих.
Смешение – основной процесс получения дисперсно-наполненных пластических масс.
Применение
полимерных
композиционных
материалов
в
химической
промышленности.
Выбор метода формования изделий из армированных пластиков.
Выбор метода формирования заготовок из армированных пластиков.
Технологические методы формования изделий из наполненных пластмасс.
Композиты на основе борных волокон.
7
6 СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ДОКТОРАНТОВ (СРД)
«Интеллектуальные» композиты.
Модифицированные матричные полимеры.
Термопластичные связующие на основе фторполимеров.
Влияние модифицирования матричных полимеров на адгезионную прочность.
Гранулирование пластмасс.
Полимеризационное и поликонденсационное наполнение полимеров.
Аппаратурное оформление процесса смешения.
Технологический процесс получения полуфабрикатов армированных пластиков
жидкофазным совмещением компонентов.
9. Пропитка волокнистых наполнителей под давлением.
10. Технология изготовления полуфабрикатов армированных пластиков твердофазным
совмещением компонентов.
11. Формирование геометрии и структуры заготовок из армированных пластиков
плетением.
12. Применение полимерных композиционных материалов в электрорадиотехнике.
13. Композиты для спорта и отдыха.
14. Применение полимерных композиционных материалов в военном деле и средствах
безопасности.
15. Применение полимерных композиционных материалов в судостроении,
электрорадиотехнике, строительстве.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Таблица 6
График проведения занятий
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
Дата Время
Наименование тем
Лекции
Введение
Особенности структуры и свойств полимерных композиционных
материалов (ПКМ)
Основные виды связующих полимерных композиционных
материалов
Основные виды наполнителей и армирующих элементов
композиционных материалов
Физико-химические процессы на поверхности раздела матрицанаполнитель
Принципы регулирования свойств полимерных композиционных
материалов
Технология получения дисперсно-наполненных пластических масс
Технологические методы получения изделий из ПКМ. Формование
изделий из наполненных пластмасс
Прессование и литьевое прессование
Литье под давлением
Экструзия и соэкструзия
Штамповка
Формирование заготовок из армированных пластиков
Пултрузия и роллтрузия
Применение полимерных композиционных материалов
Практические занятия
Термореактивные связующие (олигомеры) ПКМ.
Фенолформальдегидные, фурановые, кремнеорганические
8
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
полимеры.
Термореактивные связующие (олигомеры) ПКМ. Ненасыщеные
олигоэфиры, эпоксидные олигомеры, полиимиды.
Термопластичные связующие (полимеры на основе виниловых
мономеров)..
Термопластичные связующие на основе полиимидов и
полиамидов.
Классификация наполнителей композиционных материалов.
Классификация армирующих элементов композиционных
материалов
Физико-химия формирования поверхности раздела..
Физико-химические процессы на поверхности раздела матрицанаполнитель для композитов со стекловолокнистым наполнителем.
Физико-химические процессы на поверхности раздела матрицанаполнитель для композитов с органоволокнистым наполнителем.
Технология получения полуфабрикатов наполненных пластмасс.
Технология получения полуфабрикатов армированных пластиков.
Виды полуфабрикатов..
Формование изделий из наполненных пластмасс.
Переработка фторопластов.
Формирование заготовок из армированных пластиков.
Формование изделий из армированных пластиков.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Полимерные композиции и композиционные материалы на их
основе»
Материалы для обязательного чтения:
1. Кербер М.Л. и др.Полимерные композиционные материалы: структура, свойства,
технология.- СПб.: Профессия. 2008. – 560 с.
2. Берлин А.А., Вольфсон С. А., Ошмян В.Г., Екинолопов Н.С. Принципы создания
полимерных композиционных материалов. - М.: Химия, 1990. - 240с.
3. Тарнопольский Ю. М., Жигун И. Г., Поляков В. А. Пространственно-армированные
композиционные материалы. - М.: Машиностроение, 1987. -223с.
4. Пул-мл. Ч., Оуенс Ф. Нанотехнологии. - М.: Техносфера, 2006. - 334с.
5. Уорден К. Новые интеллектуальные материалы и конструкции. - М.: Техносфера,
2006. - 223с.
6. Технология пластических масс. - 3-е им. Под ред. В.В. Коршака. - М.: Химия, 1995.
- 560с.
7. Наполнители для полимерных композиционных материалов / Под ред. Г.С. Капа и
Д.В. Микевски, пер. с англ. - М.: Химия, 1981. - 736с. .
8. Основы технологии переработки пластмасс. Под ред. В.Н. Кузнецова и В.К Гусева.
- М: Химия, 2004. - 596с.
Материалы для дополнительного чтения:
1. Михайлин Ю.А. Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы. - СПб.:
Профессия, 2006. - 624с.
9
2. Технология пластических масс. - 3-е им. Под ред. В.В. Коршака. - М.: Химия,
1995. - 560с.
3. Наполнители для полимерных композиционных материалов / Под ред. Г.С. Капа и
Д.В. Микевски, пер. с англ. - М.: Химия, 1981. - 736с.
4. Феррично Т.X. Основные примеры выбора и использования дисперсных
наполнителей / Пер. с англ. - М.: Химия, 1979. - 150с.
5. 1. Горбаткина Ю.А. Адгезионная прочность и системах полимер-волокно. - М.:
Химия, 1985. - 194с.
6. Кинлок Э. Адгезия и адгезивы. Наука и технология. - М.: Мир, 1991.
10
СОДЕРЖАНИЕ
1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1 Цель преподавания дисциплины ……………………………………………………..
1.2 Задачи дисциплины……………………………………………………………………
1.3 Пререквизиты и постреквизиты курса ………………………………………………
2. СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ ДОКТОРАНТОВ …………………………………
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ…………………………………………………….
3.1 Тематический план курса…………………………………………………………. …
3.2 Название лекций и их краткое содержание………………………………………….
3.3 Тема практических занятий, содержание и количество
часов………………………
3.4 Содержание самостоятельной работы докторантов под руководством
преподавателя (СРМДП)………………………………………………………………..
3.5 Содержание самостоятельной работы докторантов
(СРД)………………………………………………………………………..
3.6 График проведения занятий…………………………………...
8
Учебно-методические материалы по дисциплине
«Полимерные композиции и композиционные материалы
на их основе» ..
9
11
3
3
3
3
3
4
4
5
6
8
7
9
8
8