Высокомолекулярные соединения - Российский экономический

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский экономический университет имени Г.В.Плеханова»
Кафедра химии и физики
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по научной деятельности
____________ Зарова Е.В.
«
»
2014г.
ПРОГРАММА
вступительного экзамена по
специальности
для поступающего в аспирантуру
Направление подготовки кадров
Код направления
высшей квалификации по программе
подготовки
подготовки научно-педагогических
04.06.01
кадров в аспирантуре
Наименование
направления подготовки
Химические науки
Шифр научной специальности
Наименование научной специальности
02.00.06
Высокомолекулярные соединения
Москва – 2014
Составитель:
проф., д.х.н., Попов А.А.
ученая степень, ученое звание, Ф.И.О.
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению
подготовки 04.06.01 «Химические науки» по научной специальности 02.00.06
«Высокомолекулярные соединения» составлена в соответствии с федеральными
государственными образовательными стандартами высшего профессионального
образования 020101 Химия (квалификация специалист).
Программа утверждена на заседании кафедры
протокол № __от « »
химии и физики
,
2014г.
Заведующий кафедрой
Попов А.А.
подпись
Ф.И.О.
Программа утверждена Советом кафедр естественнонаучно-технологического кластера,
протокол №
от « »
2014г.
Председатель совета
Попов А.А.
подпись
Ф.И.О.
Одобрено научно-методическим советом по программам подготовки научных и научнопедагогических кадров (аспирантура), протокол №
Председатель
подпись
от «
»
2014г.
Ф.И.О.
2
Программа с дополнениями и изменениями утверждена на заседании
, протокол №
Заведующий кафедрой
от « »
подпись
кафедры
201 г.
Ф.И.О.
Программа с дополнениями и изменениями утверждена Советом кластера
, протокол №
Председатель совета
от « »
подпись
201 г.
Ф.И.О.
Одобрено научно-методическим советом по программам подготовки научных и научнопедагогических кадров (аспирантура), протокол № _от «
201 г.
_»
Председатель
подпись
Ф.И.О.
Программа с дополнениями и изменениями утверждена на заседании
, протокол №
Заведующий кафедрой
от « »
подпись
кафедры
201 г.
Ф.И.О.
Программа с дополнениями и изменениями утверждена Советом кластера
, протокол №
от « »
201 г.
Председатель совета
подпись
Ф.И.О.
Одобрено научно-методическим советом по программам подготовки научных и научнопедагогических кадров (аспирантура), протокол № _ от «__»
201 г.
Председатель
подпись
Ф.И.О.
3
Программа с дополнениями и изменениями утверждена на заседании
, протокол №
Заведующий кафедрой
от « »
подпись
кафедры
201 г.
Ф.И.О.
Программа с дополнениями и изменениями утверждена Советом кластера
, протокол №
Председатель совета
от « »
подпись
201 г.
Ф.И.О.
Одобрено научно-методическим советом по программам подготовки научных и научнопедагогических кадров (аспирантура), протокол № _от «
_»
201 г.
Председатель
подпись
Ф.И.О.
4
Оглавление
1. Общие положения .......................................................................................................... 6
2. Содержание вступительного экзамена ........................................................................ 6
2.1. Содержание разделов ............................................................................................. 6
2.1.1 Химическое строение мономеров и полимеров ........................................... 6
2.1.2. Синтез полимеров ........................................................................................... 6
2.1.3. Химические превращения полимеров .......................................................... 7
2.1.4. Гибкость цепи полимера ................................................................................ 7
2.1.5. Методы исследования структуры полимеров .............................................. 7
2.1.6. Деформационные свойства и механическая прочность полимеров .......... 8
2.1.7. Фазовые состояния и структура полимеров ................................................. 8
2.1.8. Пластификация................................................................................................ 9
2.1.9. Наполнение полимеров .................................................................................. 9
2.2. Вопросы вступительного экзамена .................................................................... 10
3. Содержание и требования к вступительному реферату (научным публикациям) 11
3.1. Требования к реферату ........................................................................................ 11
3.2. Критерии оценки вступительного реферата ...................................................... 12
3.3 Темы рефератов ..................................................................................................... 12
3.4. Требования к научным публикациям ................................................................. 13
4. Процедура вступительного экзамена ......................................................................... 14
5. Критерии оценки результатов вступительных экзаменов ....................................... 14
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение вступительного экзамена 15
6.1. Литература ............................................................................................................ 15
6.2. Интернет-ресурсы ................................................................................................ 16
5
1. Общие положения
Программа вступительного экзамена в аспирантуру ФГБОУ ВПО «РЭУ им.
Г.В.Плеханова» составлена в соответствии с федеральными государственными
стандартами высшего профессионального образования специальности 020101
Химия (квалификация специалист).
В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: химия
полимеров и полимерных композиционных материалов, физика полимеров и
полимерных композиционных материалов и методы исследования полимеров и
полимерных композиционных материалов. Данная программа является единой по
смежным отраслям наук – химическим, физико-математическим и техническим.
2. Содержание вступительного экзамена
2.1. Содержание разделов
2.1.1. Химическое строение мономеров и полимеров
1. Основные понятия и номенклатура полимеров
Полимер,
олигомер,
макромолекула,
мономерное
звено,
степень
полимеризации, контурная длина цепи. Молекулярные массы и молекулярномассовые распределения (ММР). Усредненные (средние) молекулярные массы
(среднечисловая, средневесовая).
2. Особенности строения полимеров
Регулярные и нерегулярные полимеры. Неоднородность полимеров по
химическому составу. Неоднородность полимеров по молекулярному весу.
Полимолекулярность. Полярные и неполярные полимеры.
3. Классификация полимеров
Органические и элементорганические полимеры. Неорганические полимеры.
Природные высокомолекулярные вещества.
2.1.2. Синтез полимеров
1. Полимеризация
Цепная полимеризация. Ступенчатая полимеризация. Влияние различных
факторов на скорость полимеризации. Способы проведения полимеризации.
2. Поликонденсация
6
Закономерности
реакции
поликонденсации.
Синтез
привитых
и
блоксополимеров. Синтез полимеров с неорганическими главными цепями.
2.1.3. Химические превращения полимеров
1. Реакции деструкции
Действие на полимеры высоких температур. Механические превращения
полимеров. Действие на полимеры света и ионизирующих излучений. Химическая
деструкция.
2. Реакции сшивания
Вулканизация каучуков. Отверждение пластических масс.
3. Реакции функциональных групп
Полимераналогичные превращения.
4. Стабилизация полимеров
Стабилизаторы. Старение полимеров. Методы стабилизации
2.1.4. Гибкость цепи полимера
1. Внутреннее вращение в молекулах
Потенциальная
энергия
молекул.
Угол
поворота
φ.
Активационный
(потенциальный) барьер вращения. Заторможенное внутреннее вращение.
2. Конфигурация и конформация молекул
Пространственная
Конформационное
(стерео)
превращение.
изомерия.
Поворотные
Цис-
и
изомеры.
транс-
изомеры.
Термодинамическая
вероятность цепи.
3. Факторы, определяющие гибкость цепи полимера
Потенциальный барьер вращения в карбоцепных и гетероцепных полимерах.
Молекулярный
вес
полимера.
Частота
пространственной
сетки.
Размер
заместителей. Температура.
2.1.5. Методы исследования структуры полимеров
1. Инфракрасная спектроскопия
7
Колебательные спектры молекул органических и неорганических веществ.
Качественный и количественный анализ. Инфракрасные спектрометры.
.2. Дифференциально сканирующая калориметрия
Фазовые переходы полимера. Плавление. Стеклование. Кристаллизация.
Определение энтальпии плавления, степени кристалличности.
3. Термогравиметрический анализ
Сущность метода. Термоанализатор. Термограммы.
4. Рентгеноструктурный анализ
Явление дифракции рентгеновских лучей. Метод Лауэ. Рентгенгониометрия.
Метод Дебая-Шеррера.
5. Метод электронного парамагнитного резонанса
Суть метода. Значение метода. Техника получения спектров.
6. Микроскопия
Разрешающая
способность.
Оптическая
микроскопия.
Электронная
микроскопия. Рентгеновская микроскопия. Сканирующая зондовая микроскопия.
7. Определение плотности полимеров
Метод обмера и взвешивания. Метод гидростатического взвешивания.
Пикнометрический метод. Флотационный метод. Метод градиентной колонки.
2.1.6. Деформационные свойства и механическая прочность полимеров
1. Деформационные свойства полимеров
Хрупкое разрушение. Пластическое разрушение. Деформационная кривая.
Явление вынужденной эластичности. Зависимость деформации от напряжения.
2. Показатели механической прочности
Прочность при разрыве. Прочность при растяжении. Относительное
удлинение. Модуль упругости.
3. Влияние ориентации на механические свойства
4. Влияние наполнителей на механические свойства
2.1.7. Фазовые состояния и структура полимеров
1. Агрегатные и фазовые состояния веществ
8
3 агрегатных состояния. Кристаллическое и жидкое фазовые состояния.
2. Кристаллизация и стеклование
Суть понятий кристаллизация и стеклования.
3. Способность полимеров к кристаллизации
Регулярность цепи полимера. Гибкость цепи полимера. Плотность упаковки
молекул.
2.1.8. Пластификация
1. Влияние пластификаторов на температуру стеклования и текучесть
полимеров.
Изменение
температуры
стеклования
при
введении
различных
пластификаторов.
2. Совместимость пластификаторов с полимерами
Понятие совместимости. Пластификаторы-растворители, пластификаторынерастворители.
3. Механизм пластификации
Межструктурная
пластификация.
Межпачечная
пластификация.
Внутрипачечная пластификация. Пластифицирующее действие.
2.1.9. Наполнение полимеров
1. Характер распределения наполнителя в полимере
Равномерность распределения. Степень диспергирования. Агломерирование
наполнителя.
2. Деформационные и реологические свойства полимеров с дисперсными
наполнителями
Общий характер зависимости сопротивляемости деформированию полимеров
от содержания наполнителя. Предел перколяции. Уравнение Эйнштейна.
3. Прочность наполненных полимеров
Разрушение и прочность композиций. Механизм упрочнения полимеров
высокодисперсными частицами. Работа разрушения и ударная вязкость. температура
хрупкости.
4. Типы наполнителей для полимеров
9
Неорганические наполнители (тальк, карбонат кальция, каолин, волластонит,
силикат алюминия). Органические наполнители (целлюлоза, лигноцеллюлоза,
крахмал, лигнин).
2.2. Вопросы вступительного экзамена
1.
Основные
определения
в
химии
полимеров,
их
отличия
от
низкомолекулярных соединений. Значение ВМС в современном обществе.
2. Система классификации полимеров.
3. Синтез мономеров.
4. Изомерия ВМС.
5. Взаимосвязь химического строения мономера с его способностью к
полимеризации.
6. Типы процессов полимеризации.
7. Радикальная цепная полимеризация.
8. Влияние примесей на ход радикальной полимеризации.
9. Катионная полимеризация.
10. Анионная полимеризация. Влияние природы щелочного металла на
механизм процесса.
11. Ступенчатая полимеризация и поликонденсация.
12. Разновидности поликонденсации.
13. Побочные процессы при поликонденсации.
14. Отличительные особенности цепной полимеризации и поликонденсации.
15. Анионно-координационная полимеризация. Сравнение механизмов этого
процесса.
16. Преимущества координационной полимеризации перед радикальной
цепной.
17. Сополимеризация, общие понятия.
18. Блок- и привитые сополимеры.
19. Трехмерные сшитые полимеры.
20. Полиолефины. Получение, свойства, применение.
21. Полистирол. Получение, свойства, применение.
22. Поливинилхлорид. Получение, свойства, применение.
10
23. Реактопласты. Получение, свойства, применение.
24. Химическая модификация эластомеров.
25. Молекулярно-массовые характеристики полимеров.
26. Конфигурация макромолекул.
27. Конформация макромолекул.
28. Физические свойства полимеров.
29. Связь свойств полимеров с их структурой.
30. Методы исследования полимеров.
31. Природные полимеры: полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты, шёлк,
шерсть, коллаген, целлюлоза, лигнин.
32. Полимерные композиционные материалы.
33. Виды переработки полимеров.
34. Деструкция синтетических полимеров.
3. Содержание и требования к вступительному реферату (научным
публикациям)
3.1. Требования к реферату
Реферат пишется по тематике выбранной специальности. Он должен
содержать в себе важнейшие теоретические аспекты и раскрывать актуальность
выбранной темы. Тему реферата поступающий в аспирантуру выбирает из
предлагаемых тем или предлагает свою (заранее обговоренную с заведующим
кафедрой). В реферате максимально полно должны быть отражены последние
исследования в выбранной области. Проведен подбор литературы по тематике
реферата. Количество литературных и нормативных источников в реферате не менее
20, из них не более 10 интернет-источников.
Шрифт – 14; интервал - 1,5; поля: - левое, верхнее, нижнее – 2,5 см, правое –
1,5 см; выравнивание текста по ширине, названия параграфов – по центру,
полужирным курсивом; абзацы начинаются с красной строки; нумерация страниц
производится в правом нижнем углу; титульный лист и содержание (2-ой лист) не
нумеруются; в реферате должны быть ссылки и сноски.
11
3.2. Критерии оценки вступительного реферата
Реферат оценивается по пятибалльной шкале. Учитывается полнота
раскрытия темы. Ее актуальность. Грамотность и самостоятельность написания
реферата,
новизна
Оценивается
представленной
оформление
информации
реферата
на
и
литературных
соответствие
его
данных.
требованиям,
предъявляемым к реферату.
Основные критерии оценки вступительного реферата по пятибалльной шкале:
5 баллов (Отлично) – Реферат достаточно полно раскрывает заявленную тему.
Раскрыта
актуальность
тематики.
Разносторонне
представлены
последние
исследования. Текст реферата написан грамотно и самостоятельно, используя
различные источники литературы. Литература хорошо подобрана и тщательно
проанализирована. Оформление полностью соответствует требованиям.
4 балла (Хорошо) – Тема реферата раскрыта хорошо. Обоснована ее
актуальность. Не достаточно полно представлены последние исследования.
Литература хорошо подобрана и проанализирована. Текст реферата написан
грамотно. Оформление полностью соответствует требованиям.
3 балла (Удовлетворительно) – Тема реферата раскрыта не полностью. Нет
четкого обоснования актуальности темы. Текст реферата написан грамотно. Очень
мало данных о последних исследованиях. Литература достаточно хорошо подобрана,
но плохо проанализирована. Оформление полностью соответствует требованиям.
2 балла и менее (Неудовлетворительно) – Тема реферата не раскрыта. Нет
обоснования актуальности. Текст реферата написан неграмотно. Очень мало данных
о последних исследованиях. Литература плохо подобрана и проанализирована.
3.3 Темы рефератов
1.
Общие характеристики растворов высокомолекулярных соединений.
2.
Получение и утилизация полимеров.
3.
Современная ситуация в области исследований полимеров.
4.
Биоразлагаемые полимеры, как решение экологической проблемы.
5.
Современные методы исследования полимеров.
12
6.
Яркие
представители
полиолефинов.
История
открытия.
Их
характеристика.
7.
Природные и синтетические полимеры. Значение для промышленности.
8.
Полимолочная кислота. Получение. Характеристика.
9.
Полигидроксибутират. Получение. Характеристика.
10.
Полиолефины. Получение. Характеристика.
11.
Экологичекая безопасность. Как избавиться от «полимерного мусора».
12.
Основные методы получения высокомолекулярных соединений.
3.4. Требования к научным публикациям
Список публикаций оформляется в таблице 12 шрифтом, Times New Roman,
поля: левое – 30мм, правое – 15мм, верхнее и нижнее 20мм, указываются «Название
статьи/тезисов», «Название журнала, издательство, номер, год, страницы»,
«Количество печатных листов», «Соавторы».
Необходимо предоставить копии публикаций. По каждой научной публикации
(работе) представляются ксерокопии основных данных публикации:
 для книги - ксерокопии титульного листа (с названием, авторами,
грифом), оборота титульного листа (с указанием рецензентов, аннотации и т.д.),
последнего листа книги;
 для сборника - ксерокопии титульного листа (с названием, авторами,
грифом), оборота титульного листа (с указанием рецензентов, аннотации и т.д.),
оглавления, последнего листа книги (с указанием всех выходных данных издания), а
также ксерокопии первой и последней страниц публикации;
 для научной статьи - ксерокопии титульного листа издания (с указанием
названия, месяца и года издания), оглавления, а также ксерокопии первой и
последней страниц статьи (или всей статьи);
 для электронного издания - ксерокопия свидетельства о регистрации
электронного издания;
 для любого другого вида публикаций - полная информация,
позволяющая определить авторство, вид, год и объем издания.
13
Поступающий имеет право предоставить публикации вместо вступительного
реферата. Требования к объему, уровню публикаций должны быть понятны
поступающему.
В
случае
предоставления
статьи
по
теме
будущего
исследования,
опубликованной в журналах, входящих в международные базы цитируемости
SCOPUS и Web of Science, выставляется высший балл.
4. Процедура вступительного экзамена
Для
получения
допуска
к
сдаче
экзамена
поступающий
должен
самостоятельно подготовить и сдать реферат объемом 20-30 страниц или научные
публикации на тему, соответствующую области научных интересов кафедры.
Дата проведения и перечень допущенных к экзамену, вывешиваются на
информационном стенде Управления подготовки научных кадров (УПНК) РЭУ
имени Г.В. Плеханова.
Экзамен по специальности принимает комиссия.
Результаты экзаменационных испытаний вывешиваются на информационном
стенде УПНК РЭУ имени Г.В. Плеханова, а также вывешиваются на официальном
сайте вуза.
По факту неявки поступающего на экзамен, условия и возможности его
дальнейшего поступления определяются УПНК в соответствии с Положением о
поступлении в аспиранту РЭУ имени Г.В. Плеханова на основании наличия или
отсутствия
уважительных
причин
неявки,
подтвержденных
официальными
документами.
Вступительные испытания оформляются протоколом, в котором фиксируются
вопросы экзаменаторов к поступающему.
Билет, для поступающих в аспирантуру, содержит три теоретических вопроса.
Вопросы охватывают разные темы специальности, например, основные уравнения и
понятия, особенности получения полимеров, характеристику одного из полимера
или класса полимеров.
5. Критерии оценки результатов вступительных экзаменов
Требования к ответам поступающего и критерии выставления оценки:
14
Оценка
«Отлично»
Критерий выставления оценки
Ответ
полный
сформулировать
и
правильный.
определения.
Может
Может
четко
привести
несколько примеров по своему вопросу, способен
обобщить материал, привести иллюстрирующие
примеры.
«Хорошо»
Ответ правильный, но неполный. Не может четко
сформулировать
определения.
пример
своему
по
Может
вопросу,
привести
привести
иллюстрирующие примеры.
«Удовлетворительно»
Ответ правильный в основных моментах, нет
иллюстрирующих примеров, есть ошибки в деталях
и/или они просто отсутствуют. Не приведены
иллюстрирующие примеры
«Неудовлетворительно»
В ответе существенные ошибки в основных аспектах
вопроса.
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение вступительного
экзамена
6.1. Литература
Основная:
1. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения. М: Юрайт, 2013.
2. Заиков Г.Е. Полимерные пленки. М.: Профессия, 2010.
15
Дополнительная:
1. Аверко-Антонович И.Ю., Бикмуллин Р.Т. Методы исследования структуры
и свойств полимеров. Казань: КГТУ, 2002.
2.Кочнев А.М. , А.Е. Заикин, С.С. Галибеев, Архиреев В.П. Физикохимия
полимеров. Казань: Фэн, 2004.
3.Лейкин
Ю.А.
Физико-химические
основы
синтеза
полимерных
сорбентов.М.: Бином. Лаборатория знаний .2010.
4.Тагер А.А. Физико-химия полимеров. М.: Химия, 2007.
5.Уайт Дж.Л., Чой Д.Д. Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины.
М.: Профессия, 2006.
6.Шур A.M. Высокомолекулярные соединения. М.: Высш. шк., 1981.
6.2. Интернет-ресурсы
1.
Сайт о химии– www.xumuk.ru.
2.
Аналитический
портал
химической
промышленности
-
http://www.newchemistry.ru.
16
Лист внесения изменений в программу вступительного экзамена
№
Дата внесения
№ протокола заседания
Содержание
изменений
кафедры, дата
изменения
Подпись
17