Вариант 5 - Саратовский государственный университет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебно-методической работе
доктор, профессор______________Е.Г.Елина
"__" __________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Современные подходы к синтезу полимеров
Направление подготовки: 020100 – химия
Профиль подготовки: высокомолекулярные соединения
Квалификация выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Саратов,
2011 год
1. Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Современные подходы к синтезу полимеров» имеет своей
целью сформировать у студентов компетенции, связанные со способностью
овладения навыками химического эксперимента, основными методами получения и исследования полимерных материалов и реакций получения высокомолекулярных соединений; навыками работы на современной учебнонаучной аппаратуре при проведении химических экспериментов; методами
регистрации и обработки результатов химических экспериментов; методами
отбора материала для теоретических и лабораторных работ для последующего применения полученных знаний и навыков для выполнения профессиональных задач.
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Современные подходы к синтезу полимеров» относится к
вариативной части профессионального (специального) цикла (Б3. В1) и обеспечивает содержательную взаимосвязь с общепрофессиональными дисциплинами профиля подготовки «высокомолекулярные соединения».
Материал дисциплины основывается на знаниях, полученных при изучении курсов «Высокомолекулярные соединения», «Физическая химия»,
«Органическая химия», «Биоорганическая химия», «Аналитическая химия»,
«Численные методы и программирование» в объеме курсов ООП по направлению 020100 «Химия». Изучение курса «Современные подходы к синтезу
полимеров» предшествует освоению дисциплин профессионального цикла
«Дисперсные системы», «Основы технологии производства полимерных материалов», «Новые подходы к модификации высокомолекулярных соединений», «Полимерное материаловедение», «Синтез и свойства водорастворимых полимеров».
При изучении данного курса обучающийся должен иметь общие представления о принципах синтеза высокомолекулярных соединений, их структуре, физико-химических свойствах и областях применения; владеть теоретическими представлениями о строении и свойствах основных классов органических соединений; понимать роль физической химии как теоретического
фундамента современной химии, владеть основами теории растворов и фазовых равновесий; понимать принципы и химические основы биологических
процессов; владеть теоретическими основами основных методов химического анализа; владеть основами информатики для использования программного обеспечения при обработке экспериментальных данных и подготовки
научных публикаций.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины.
В результате освоения дисциплины «Современные подходы к синтезу
полимеров» формируются следующие компетенции:
- использование основных законов естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применение методов математического ана-
лиза и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
(ОК-6);
- владение одним из иностранных языков навыков разговорной речи
(ОК-12);
- умение работать в коллективе, готовность к сотрудничеству с коллегами, способность к разрешению конфликтов и социальной адаптации (ОК14);
- способность в условиях развития науки и техники к критической переоценке накопленного опыта и творческому анализу своих возможностей
(ОК-15);
- понимание сущности и социальной значимости профессии, основных
перспектив и проблем, определяющих конкретную область деятельности
(ПК-1);
- владение навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических
веществ и реакций ( ПК-4);
- представление основных химических, физических и технических аспектов химического промышленного производства с учетом сырьевых и
энергетических затрат (ПК-5);
- владение навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов (ПК-6);
- иметь опыт работы на серийной аппаратуре, применяемой в аналитических и физико-химических исследованиях (ПК-7);
- владение методами регистрации и обработки результатов химических
экспериментов (ПК-8).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
•Знать:
- основы химии высокомолекулярных соединений;
- основные методы синтеза полимеров;
- современные методы модификации высокомолекулярных соединений;
- свойства низкомолекулярных соединений, используемых в процессе
синтеза полимеров;
- теоретические основы и закономерности основных способов синтеза
полимеров;
- основные методы исследования физико-химических свойств полимеров (оптический, реологический, термомеханический).
•Уметь:
- применять полученные теоретические знания на практике при выборе
способов синтеза полимеров и изучении их основных химических и физикомеханических свойств;
- анализировать преимущества и недостатки существующих способов
синтеза полимеров;
- работать с научной литературой по актуальным вопросам синтеза полимеров;
- творчески подходить к подготовке научных сообщений по данной
проблематике и участвовать в дискуссиях.
•Владеть:
- практическими навыками экспериментальной работы по синтезу высокомолекулярных соединений;
- практическими навыками экспериментальной работы с использованием термомеханического, реологического, оптического методов исследования
полимеров;
- методами математической обработки полученных экспериментальных
результатов.
4. Структура и содержание дисциплины «Современные подходы к
синтезу полимеров»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц 180 часов
(36 лекционных, 72 лабораторных, 36 самостоятельной работы, 36 экзамен).
4.1. Структура лекционного курса
№
п/п
1
2
3
4
5
6
Раздел дисциплины
Семестр
Неделя семестра
Введение.
Классификация способов синтеза
полимеров
Цепная полимеризация
Способы проведения реакций полимеризации
Ступенчатая полимеризация
Способы проведения реакций поликонденсации. Сополимеризация
и сополиконденсация
Особые типы полимеризационных
реакций
5
1-2
Трудоемкость (в часах)
4
5
5
3-6
7
8
2
5
5
8-11
12-15
8
8
5
16-18
6
36
1. ВВЕДЕНИЕ
Характеристика соединений, способных вступать в реакции полимеризации. Влияние боковых заместителей на способность мономеров к полимеризации. Влияние полифункциональности мономера на пространственное строение полимера. Полимеры
регулярного и нерегулярного строения. Стереорегулярные полимеры.
2. ЦЕПНАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
Основные особенности процесса. Характеристика соединений, способных к реакциям цепной полимеризации. Радикальная полимеризация. Инициаторы: химическое
строение, механизм разложения инициаторов. Основные стадии процесса полимеризации:
инициирование, рост цепи, обрыв цепи, передача цепи. Основные типы присоединения
молекул мономеров в процессе радикальной полимеризации, характерные для диенов и
олефинов. Ингибиторы. Кинетические особенности радикальной полимеризации. Вывод
уравнения для скорости роста полимерной цепи. Длина кинетической цепи. Степень полимеризации. Реакции передачи цепи, цепные регуляторы. Определение констант передачи цепи, уравнение Майо.
Ионная полимеризация: особенности процесса. Катионная полимеризация: катализаторы, основные стадии процесса. Кинетические особенности катионной полимеризации.
Анионная полимеризация. Влияние сольватирующей способности растворителя на реакционную способность мономеров в растворе. Влияние природы растворителя на скорость
процесса. Кинетика анионной полимеризации. «Живые цепи».
Координационная полимеризация: катализаторы Циглера-Натта, π-аллильные комплексы переходных металлов, оксидно-металлические катализаторы.
3. СПОСОБЫ ПРОВЕДЕНИЯ РЕАКЦИЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ
Основные способы проведения реакций полимеризации. Блочная полимеризация:
преимущества и недостатки способа. Полимеризация в растворе. Полимеризация в твердой и газовой фазе: ограничения данного способа. Суспензионная и эмульсионная полимеризация. Мицеллообразование.
4. СТУПЕНЧАТАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
Основные особенности процесса. Характеристика соединений, способных к реакциям ступенчатой полимеризации. Реакции полиприсоединения. Получение полиуретанов
и полимочевин. Реакции полимеризации с раскрытием цикла. Полимеризация оксидов
олефинов и лактамов. Поликонденсация. Наиболее важные типы реакций поликонденсации: получение простых и сложных полиэфиров, полиамидов, полиуретанов, полисульфидов, полимочевин, поликарбонатов, фенолоформальдегидных смол.
Кинетические особенности поликонденсации в отсутствие катализатора (самокатализируемая поликонденсация). Поликонденсация, катализируемая кислотами. Обратимая
и необратимая поликонденсация. Молекулярно-массовое распределение продуктов поликонденсации. Влияние степени конверсии и стехиометрии мономеров на степень полимеризации.
5. СПОСОБЫ ПРОВЕДЕНИЯ РЕАКЦИЙ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ
Основные способы проведения реакций поликонденсации. Поликонденсация в растворе: преимущества и недостатки данного способа. Поликонденсация в расплаве: ограничения данного способа. Поликонденсация на границе раздела фаз.
6. СОПОЛИМЕРИЗАЦИЯ И СОПОЛИКОНДЕНСАЦИЯ
Радикальная сополимеризация. Определение констант сополимеризации: метод
Майо-Льюиса, метод Файнмана-Росса. Константы сополимеризации и характер сополимеризации. Определение констант сополимеризации по схеме Алфрея-Прайса. Влияние степени конверсии на состав сополимера.
Ионная сополимеризация. Влияние механизма сополимеризации на состав сополимера.
Сополиконденсация. Применение методов сополимеризации и сополиконденсации
для производства современных полимерных материалов.
7. ОСОБЫЕ ТИПЫ ПОЛИМЕРИЗАЦИОННЫХ РЕАКЦИЙ
Электрохимическая полимеризация. Анодное инициирование активных центров.
Катодное инициирование активных центров. Реакции полимеризации диенов и олефинов,
происходящие по механизму метатезиса (обмена). Полимеризация с переносом подвижных групп.
Перспективы развития новых направлений синтеза полимеров
4.2. Структура лабораторных занятий
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
8
9
10
11
Раздел дисциплины
Семест
р
Неделя
семестра
Виды учебной работы, включая
самостоятельную
работу студентов и
трудоемкость (в
часах)
лаб
сам Всего
Формы текущего контроля успеваемости (по
неделям семестра)
Формы промежуточной
аттестации (по семестрам)
Очистка исходных соединений для проведения
радикальной полимеризации стирола
Радикальная полимеризация стирола.
5
1-2
8
4
12
 Письменный отчет к
лаб. работе
5
3-4
8
2
10
Термомеханический анализ синтезированного образца полистирола
Термомеханический анализ промышленного образца полистирола.
Определение температурных диапазонов существования различных фазовых состояний образцов
полистирола, их сравнительная характеристика.
Поликонденсация лимонной кислоты и этиленгликоля.
5
5-6
8
4
12
 Письменный отчет к
лаб. Работе
 Контрольная
работа
№1
 Письменный отчет к
лаб. работе
5
7-8
8
4
12
5
9-10
8
2
10
5
11
4
2
6
 Письменный отчет к
лаб. работе
 Контрольная работа
№2
Определение кислотного
числа синтезированного
сложного полиэфира.
Определение молекулярной массы синтезированного сложного полиэфира.
Поликонденсация фталевого ангидрида и глицерина.
5
12
4
2
6
 Письменный отчет к
лаб. работе
5
13
4
4
8
 Письменный отчет к
лаб. работе
 Написание реферата
5
14
4
4
8
 Письменный отчет к
лаб. работе
 Дискуссия по теме № 2
Определение молекулярной массы синтезированного сложного полиэфира.
Определение кислотного
числа синтезированного
сложного полиэфира.
Определение содержания
связанной уксусной кислоты в ацетате целлюлозы.
5
15
4
2
6
 Письменный отчет к
лаб. работе
5
16
4
2
6
5
17-18
8
4
12
72
36
108
 Письменный отчет к
лаб. работе
 Дискуссия по теме № 1
 Письменный отчет к
лаб. работе
 Письменный отчет к
лаб. работе
 Письменный отчет к
лаб. работе
 Дискуссия по теме № 3
5. Образовательные технологии
Наряду с традиционными образовательными технологиями широко используются технологии, основанные на методах научно-технического творчества и современных информационных средствах (учебник и учебное пособие к лабораторным работам), включающие в том числе обучение на основе
учебных дискуссий по теме «Перспективы развития новых направлений синтеза полимеров», «Перспективные направления развития методов сополимеризации и сополиконденсации» и «Промышленные способы синтеза крупнотоннажных полимерных материалов», написание контрольных работ и рефератов, а также систем обучения профессиональным навыкам и умениям.
Предусмотрены встречи с представителями российских компаний, в частности с руководством ЗАО «Акрипол», специализирующемся на синтезе полиакриламида разной степени ацетилирования и молекулярной массы.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Самостоятельная работа студентов предполагает освоение теоретического материала [1], подготовку к лабораторным работам, оформление лабораторных работ [2-4], выполнение письменных домашних заданий, подготовку к текущему и итоговому контролю.
Форма итогового контроля – экзамен (билеты в приложении 1)
Вопросы для самостоятельной подготовки для дискуссии на тему
«Перспективы развития новых направлений синтеза полимеров»:
1. Влияние боковых заместителей на способность мономеров к полимеризации.
2. Полимеры регулярного и нерегулярного строения.
3. Стереорегулярные полимеры.
4. Характеристика соединений, способных к реакциям цепной полимеризации.
5. Инициаторы радикальной полимеризации.: химическое строение, механизм термического разложения инициаторов, механизм фоторазложения инициаторов, редоксинициирование.
6. Основные типы присоединения молекул мономеров в процессе радикальной полимеризации, характерные для диенов.
7. Основные типы присоединения молекул мономеров в процессе радикальной полимеризации, характерные для олефинов.
8. Ингибиторы радикальной полимеризации: строение молекул, свойства.
9. Кинетическое уравнения для скорости роста макромолекулы при радикальной полимеризации.
10. Реакции передачи цепи, цепные регуляторы.
11. Определение констант передачи цепи.
12. Катализаторы процесса катионной полимеризации.
13. Кинетические особенности катионной полимеризации.
14. Влияние сольватирующей способности растворителя на реакционную способность
мономеров в растворе.
15. Влияние природы растворителя на скорость анионной полимеризации.
16. «Живые цепи».
Вопросы для самостоятельной подготовки для дискуссии на тему
«Промышленные способы синтеза крупнотоннажных полимерных материалов»:
1. Координационная полимеризация: катализаторы Циглера-Натта,.
2. Координационная полимеризация: π-аллильные комплексы переходных металлов.
3. Координационная полимеризация: оксидно-металлические катализаторы.
4. Блочная полимеризация: преимущества и недостатки способа.
5. Полимеризация в твердой и газовой фазе: ограничения данного способа.
6. Суспензионная и эмульсионная полимеризация. Мицеллообразование.
7. Характеристика соединений, способных к реакциям ступенчатой полимеризации.
8. Полимеризация оксидов олефинов и лактамов.
9. Получение простых и сложных полиэфиров.
10. Получение полиамидов.
11. Получение полиуретанов.
12. Получение полисульфидов, полимочевин и поликарбонатов.
13. Получение фенолоальдегидных полимеров: резолы, новолаки, резитолы.
14. Обратимая и необратимая поликонденсация.
15. Молекулярно-массовое распределение продуктов поликонденсации.
16. Влияние степени конверсии и стехиометрии мономеров на степень полимеризации.
17. Поликонденсация в растворе: преимущества и недостатки данного способа.
18. Поликонденсация в расплаве: ограничения данного способа.
19. Поликонденсация на границе раздела фаз.
Вопросы для самостоятельной подготовки для дискуссии на тему
«Перспективные направления развития методов сополимеризации и сополиконденсации»:
1. Определение констант сополимеризации: метод Майо-Льюиса, метод ФайнманаРосса.
2. Влияние степени конверсии на состав сополимера.
3. Определение констант сополимеризации по схеме Алфрея-Прайса.
4. Применение методов сополимеризации и сополиконденсации для производства современных полимерных материалов.
5. Электрохимическая полимеризация.
6. Перспективы развития новых направлений синтеза полимеров.
Темы рефератов.
1. Разработка К.В.Циглером и Дж.Наттой катализаторов для синтеза полимеров.
2. Синтез полиэтилена низкого давления.
3. Синтез полиэтилена высокого давления.
4. Синтез поли-ε-капролактама.
5. Особенности синтеза простых полиэфиров.
6. Синтез сложных полиэфиров для производства синтетических нитей.
7. Синтез полимеров для производства резин.
8. Синтез наволачных смол.
9. Влияние типа инициатора на структуру полимера.
10. Способы получения привитых сополимеров.
11. Синтез и свойства полиуретанов.
12. «Живые цепи» как способ получения блоксополимеров.
13. Синтетические каучуки: синтез и свойства.
14. Синтез и свойства полимочевин.
15. Особенности синтеза полиолефинов.
16. Особенности синтеза полидиенов.
Контрольная работа № 1.
Вариант 1
1. Классификация по способу синтеза полимеров.
2. Классификация карбоцепных полимеров по строению основной цепи.
3. Сополимеризация. Типы сополимеров.
4. Понятия конфигурации и конформации цепи. Основные типы макромолекул. Типы
конформаций макромолекул.
5. Стереорегулярные полимеры.
6. Синтез полиэфиров по реакциям гомо- и гетерополиконденсации.
7. Полимеры акрилового и метакрилового рядов.
8. Получение и свойства простых и сложных полиэфиров.
9. Основные способы вулканизации каучуков.
10. Фенолоформальдегидные смолы.
11. Напишите структурные формулы следующих соединений:
- полиизобутилен,
- полифениленоксид,
- полиизопрен,
- полиэтилентерефталат,
- полистирол,
- ароматический поликарбо- поливинилацетат,
нат,
- полиакриламид,
- крахмал.
- политетрафторэтилен,
Вариант 2
1. Основные понятия и определения: полимер, олигомер, степень полимеризации.
2. Классификация полимеров по химическому составу.
3. Классификация полимеров по области применения.
4. Карбогетероцепные полимеры.
5. Синтез полиамидов по реакциям гомо- и гетерополиконденсации.
6. Понятия конфигурации и конформации цепи. Основные типы макромолекул. Типы
конформаций макромолекул.
7. Сополимеризация. Типы сополимеров.
8. Целлюлоза. Получение и применение простых и сложных эфиров целлюлозы.
9. Основные способы вулканизации каучуков.
10. Полиуретаны.
11. Напишите структурные формулы следующих соединений:
- крахмал,
- полиметилакрилат,
- поливинилпирролидон,
- поливинилацетат,
- полиэфирсульфон,
- полихлоропрен,
- полигексаметиленадипамид,
- полистирол,
- поли-п-ксилилен,
- полиизобутилен.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Вариант 3
Понятия конфигурации и конформации цепи. Основные типы макромолекул. Типы
конформаций макромолекул.
Стереорегулярные полимеры.
Классификация полимеров по области применения.
Гомополиконденсация. Гетерополиконденсация.
Получение фонолоальдегидных полимеров.
На примере поливинилового спирта рассмотреть все возможные типы соединения
мономеров друг с другом.
Полисульфоны.
8. Сополимеризация. Типы сополимеров.
9. Синтетические каучуки.
10. Получение и применение полистирола.
11. Напишите структурные формулы следующих соединений:
- ацетат целлюлозы,
- полихлоропрен,
- полиакриламид,
- полифениленоксид,
- полиэтилентерефталат,
- полиметакриловая кислота,
- поливинилацетат,
- поливинилпиридин,
- полиизобутилен,
- крахмал.
Вариант 4
1. Основные понятия и определения: полимер, олигомер, степень полимеризации.
2. Классификация полимеров по химическому составу.
3. Классификация по способу синтеза полимеров.
4. Понятия конфигурации и конформации цепи. Основные типы макромолекул. Типы
конформаций макромолекул.
5. Карбогетероцепные полимеры.
6. Полиуретаны.
7. Реакции гомополиконденсации на примере синтеза полиамидов и полиэфиров.
8. Сополимеризация. Типы сополимеров.
9. Вулканизация каучуков.
10. Способ получения первичного и вторичного ацетатов целлюлозы.
11. Напишите структурные формулы следующих полимеров:
- полисульфоны,
- поливинилацетат,
- полиамид-6,6,
- полистирол,
- полиэтилентерефталат,
- поливинилиденфторид,
- полиакриловая кислота,
- полиакрилонитрил,
- поливинилпиридин,
- полиметилакрилат.
Вариант 5
1. Классификация полимеров по области применения.
2. Стереорегулярные полимеры.
3. Понятия конфигурации и конформации цепи. Основные типы макромолекул. Типы
конформаций макромолекул.
4. Получение фонолформальдегидных полимеров.
5. Реакции гетерополиконденсации на примере синтеза полиамидов и полиэфиров.
6. Получение и свойства полиэтилена НД и ВД.
7. Полисилоксаны.
8. Получение и свойства простых и сложных эфиров целлюлозы.
9. Синтетические каучуки.
10. Получение поливинилового спирта.
11. Напишите структурные формулы следующих полимеров:
- поливинилиденфторид,
- полиэтилентерефталат (лавсан),
- крахмал,
- полиакриламид,
- полиаллиловый спирт,
- поливинилацетат,
- полихлоропрен,
- полиметилакрилат,
- капрон,
- полибутадиен.
Вариант 6
1. Основные понятия и определения: полимер, олигомер, степень полимеризации.
2. Рассмотрите все возможные типы присоединения мономеров друг к другу на примере поливинилхлорида.
3. Классификация полимеров по химическому составу.
4. Классификация по способу синтеза полимеров.
5. Понятия конфигурации и конформации цепи. Основные типы макромолекул. Типы
конформаций макромолекул.
6. Сополимеризация. Типы сополимеров.
7. Реакции гомо- и гетерополиконденсации на примере синтеза полиэфиров.
8. Полисульфиды, полисульфоны.
9. Фенолформальдегидные смолы.
10. Синтетические каучуки.
11. Напишите структурные формулы следующих полимеров:
- сложные эфиры целлюлозы,
- полигексаметиленадипамид,
- поливинилацетат,
- полиакрилонитрил,
- политетрафторэтилен,
- полихлоропрен,
- полиэтилентерефталат,
- полиметилакрилат,
- крахмал,
- полиизобутилен.
Контрольная работа № 2.
Вариант 1
1. Радикальная полимеризация: инициирование, реакции роста и обрыва цепи.
Механизм действия ингибиторов. Кинетика процесса радикальной полимеризации.
2. Полимеризационно-деполимеризационное равновесие. Понятие о «гельэффекте».
Вариант 2
1. Катионная полимеризация: катализаторы, кинетика процесса, влияние температуры и природы растворителя на скорость процесса.
2. Анионная полимеризация: катализаторы, кинетика процесса, «живые цепи».
Вариант 3
1. Координационная полимеризация в присутствии гомогенных и гетерогенных
катализаторов. Основные стадии процесса.
2. Катализаторы Циглера-Натта.
Вариант 4
1. Сополимеризация, типы сополимеров. Вывод уравнения состава сополимера
(уравнение Майо).
2. Способы определения констант сополимеризации.
Вариант 5
1. Ступенчатая полимеризация: основные особенности процесса. Гомо- и гетерополиконденсация. Основные стадии процесса. Кинетика поликонденсации, катализируемой сильными кислотами.
2. Способы проведения поликонденсации: в растворе, в расплаве, на границе раздела фаз.
Вариант 6
1. Полиприсоединение. Полимеризация с раскрытием цикла.
2. Способы проведения реакций цепной полимеризации: в массе, в растворе, в
эмульсии, в суспензии.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1. Кленин В.И., Федусенко И.В. Высокомолекулярные соединения.
Учебник. Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, 2008, 442 с.
2. Федусенко И.В., Кленин В.И. Практикум к специальному курсу
«Химические и термические свойства полимеров». - Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, 2005, 52 с.
3. Федусенко И.В. Классификация и номенклатура полимеров. Учебное
пособие Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, изд.3, доп. и перераб. 2007, 44 с.
4. Федусенко И.В., Шмаков С.Л. Практикум по высокомолекулярным
соединениям. Учебное пособие Саратов: Изд-во Латанова, 2010, изд.3, доп. и
перераб. 64 с.
б) дополнительная литература:
1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения. М.: Издательский центр «Академия», 2006.
Программа дисциплины, календарный план лабораторных работ, перечень вопросов для самостоятельной подготовки выдаются обучающимся в
начале 5 семестра.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Учебная аудитория для чтения лекций
2. Оверхед-проектор и прозрачные пленки.
3. Учебная лаборатория для выполнения лабораторных работ,
оснащенная необходимым оборудованием.
4. Химические реактивы.
5. Химическая посуда.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю подготовки «высокомолекулярные соединения».
Автор:________________ к.х.н., доцент Федусенко И.В.
Программа одобрена на заседании базовой кафедры полимеров
от 14.04.2011года, протокол № 10.
Зав. базовой кафедрой полимеров
Д.х.н., доцент
А.Б.Шиповская
Директор Института химии
Д.х.н., профессор
О.В.Федотова
Приложение 1
Экзаменационные билеты к курсу
1.
2.
3.
Билет № 1
Характеристика соединений, способных вступать в реакции полимеризации.
Ионная полимеризация. Кинетические особенности процесса.
Полимеризация в массе.
Билет № 2
1. Влияние боковых заместителей на способность мономеров к полимеризации. Влияние
полифункциональности мономера на пространственное строение полимера.
2. Катионная полимеризация: катализаторы, основные стадии процесса. Кинетические
особенности катионной полимеризации.
3. Эмульсионная полимеризация.
Билет № 3
1. Основные особенности процесса цепной полимеризации. Характеристика соединений,
способных к реакциям цепной полимеризации.
2. Анионная полимеризация. Влияние сольватирующей способности растворителя на реакционную способность мономеров в растворе. Влияние природы растворителя на
скорость процесса.
3. Полимеризация в растворе.
Билет № 4
1. Радикальная полимеризация. Инициаторы: химическое строение, механизм разложения инициаторов. Ингибиторы радикальной полимеризации: строение молекул, свойства.
2. Кинетика анионной полимеризации. «Живые цепи».
3. Суспензионная полимеризация.
Билет № 5
1. Основные стадии процесса цепной полимеризации: инициирование, рост цепи, обрыв
цепи, передача цепи.
2. Способы проведения реакций поликонденсации.
3. Определение констант сополимеризации по схеме Алфрея-Прайса.
Билет № 6
1. Основные типы присоединения молекул мономеров в процессе радикальной полимеризации, характерные для диенов.
2. Реакции полимеризации, происходящие по механизму метатезиса (обмена).
3. Влияние степени конверсии и стехиометрии мономеров на степень полимеризации.
Билет № 7
1. Кинетические особенности радикальной полимеризации. Вывод уравнения для скорости роста полимерной цепи. Длина кинетической цепи. Ингибиторы.
2. Основные типы присоединения молекул мономеров в процессе радикальной полимеризации, характерные для олефинов.
3. Реакции полимеризации с раскрытием цикла.
Билет № 8
1. Реакции передачи цепи, цепные регуляторы. Определение констант передачи цепи,
уравнение Майо.
2. Молекулярно-массовое распределение продуктов поликонденсации.
3. Реакции получения простых полиэфиров.
Билет № 9
1. Координационная полимеризация: катализаторы Циглера-Натта, π-аллильные комплексы переходных металлов, оксидно-металлические катализаторы.
2. Поликонденсация, катализируемая кислотами. Обратимая и необратимая поликонденсация.
3. Реакции получения сложных полиэфиров.
Билет № 10
1. Электрохимическая полимеризация: образование активных центров, анодное инициирование, катодное инициирование.
2. Кинетические особенности поликонденсации в отсутствие катализатора (самокатализируемая поликонденсация).
3. Реакции получения полиамидов.
Билет № 11
1. Основные особенности процесса ступенчатой полимеризации.
2. Определение констант сополимеризации: метод Майо-Льюиса, метод Файнмана-Росса.
3. Реакции получения полиуретанов и полимочевин.
Билет № 12
1. Характеристика соединений, способных к реакциям ступенчатой полимеризации.
2. Радикальная сополимеризация. Вывод уравнения Майо.
3. Реакции получения фенолоальдегидных полимеров.
Билет № 13
1. Константы сополимеризации и характер сополимеризации. Определение констант сополимеризации по схеме Алфрея-Прайса.
2. Реакции полиприсоединения.
3. Вулканизация каучуков.
Билет № 14
1. Поликонденсация. Наиболее важные типы реакций поликонденсации.
2. Ионная сополимеризация. Влияние механизма сополимеризации на состав сополимера.
3. Получение простых и сложных эфиров целлюлозы
Билет № 15
1. Способы проведения реакций поликонденсации: поликонденсация в растворе, расплаве, на границе раздела фаз.
2. Сополиконденсация.
3. Полимеризационно-деполимеризационное равновесие. Понятие о «гель-эффекте».