 Оглавление
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ………………………………………………………………….. 3
2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ, ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ АСПИРАНТА ……………………………. 3
2.1. Цели и задачи дисциплины …………………………………………………………... 3
2.2. Место дисциплины в учебном процессе ……………………………………………. 3
2.3. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего обучение данной дисциплины ………………………………………………………………………………... 4
3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ …………………………. 5
3.1. Распределение зачетных единиц / часов учебных занятий ………………………... 5
3.2. Содержание дисциплины …………………………………………………………..… 5
3.2.1. Наименование тем, их содержание, объем лекционных занятий ……………... 5
3.2.2. Семинары, их наименование, содержание и объем ……………………………. 6
3.2.3. Самостоятельная работа аспирантов ……………………………………………. 6
3.2.4. Контроль результативности учебного процесса по дисциплине ……………… 7
3.3. Требования к ресурсам, необходимым для результативного изучения
дисциплины ………………………………………………………………………………... 7
3.4. Учебно-методические материалы по дисциплине …………………………………. 7
3.4.1. Основная и дополнительная литература ………………………………………... 7
3.4.2. Перечень вопросов к кандидатскому экзамену ………….……………………... 8
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Рабочая программа составлена на основе:
- федеральных государственных требований к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура), утвержденных приказом Минобрнауки РФ от 16.03.2011 г. № 1365;
- программы-минимум кандидатского экзамена по специальности 02.00.06 «Высокомолекулярные соединения», утвержденной решением Ученого совета инженерно-экологического факультета от 07.10.2010 г. № 1;
- паспорта специальности научных работников 02.00.06 «Высокомолекулярные соединения»;
- учебного плана УГЛТУ по основной образовательной программе послевузовского профессионального образования (аспирантура) по специальности 02.00.06 «Высокомолекулярные соединения».
2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ, ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ АСПИРАНТА
Цели и задачи дисциплины
Цель дисциплины - формирование и закрепление углубленных знаний о структуре полимеров, особенностях их физико-механических свойств и взаимосвязи комплекса эксплуатационных свойств полимеров с их структурой и условиями переработки и применения.
Задачи дисциплины:
- изложение обучающимся сведений о специфике агрегатных, фазовых и физических состояний полимеров, особенностях деформационно-прочностных свойств в различных состояниях и причинах их проявления;
- развитие понимания причинно-следственной взаимосвязи эксплуатационных свойств со структурой полимеров;
- подготовка к профессиональной деятельности, эксплуатации современного оборудования и приборов, анализу технологичности изделий и процессов,
внедрению в производство новых технологий;
- изучение и контроль процессов, протекающих в полимерах под влиянием внешних факторов, прогнозирование последствий данных процессов при переработке и эксплуатации, приобретение навыков экспериментального исследования при изучении физико-химических процессов, строения, а также физико-механических свойств полимеров;
- привитие навыков использования пакетов прикладных программ, проводить патентные исследования при выполнении работ;
- воспитать стремление к профессиональному росту, самостоятельному обучению новым методам исследования, способности находить творческие решения социальных и профессиональных задач к нестандартным решениям, самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения.
Место дисциплины в учебном процессе
Дисциплина «Высокомолекулярные соединения» относится к обязательным дисциплинам циклу и входит в состав дисциплин ООП.
Областями профессиональной деятельности, на которые ориентирует дисциплина, являются производственно-технологическая, научно-исследовательская и педагогическая.
Соотношение учебных дисциплин по их назначению
Обеспечивающие
|
Сопутствующие
|
Обеспечиваемые
|
Дисциплины учебных планов подготовки бакалавров и магистров «Аналитическая химия и ФХМА», «Органическая химия», «Физическая химия», «Коллоидная химия», «Технический анализ органических соединений», «Теоретические и экспериментальные методы исследования в химии
|
История и философия науки.
Химическая модификация высокомолекулярных соединений.
Теоретические основы и принципы современных методов анализа структуры и свойств полимерных материалов и композитов
|
Кандидатский экзамен по специальной дисциплине «Высокомолекулярные соединения»
|
Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего обучение данной дисциплины
В результате изучения дисциплины аспиранты должны
- знать: основные классы высокомолекулярных соединений, способы их синтеза и модификации; основы знаний о строении и физико-химических свойствах ВМС, а также типовые методы анализа и контроля условий химических реакций, основное оборудование и приборы для синтеза и анализа полимеров;
- иметь представление: о термодинамических и кинетических закономерностях реакций цепной полимеризации и поликонденсации, об агрегатных и фазовых состояниях низкомолекулярных веществ, влиянии внешних факторов на старение полимеров, сущности диффузионных процессов;
- уметь: прогнозировать предполагаемый комплекс физико-химических свойств, исходя из химической природы структурных звеньев полимеров, изображать структуру составных повторяющихся звеньев различных полимеров;
- знать агрегатные, фазовые и физические состояния аморфных, кристаллических и сетчатых полимеров; природу прочности полимеров, обусловленную химическими связями, когезионным взаимодействием и типом химической и физической структуры полимеров;
- знать специфику деформационных и прочностных свойств полимеров в каждом из физических состояний, особенности растворов полимеров.
- иметь представление о надмолекулярной структуре аморфных и кристаллических полимеров, о релаксационном характере процессов, протекающих в полимерах при эксплуатации и переработке, механизме процесса разрушения полимеров в зависимости от внешних факторов и внутренней структуры; об оптимальных условиях эксплуатации полимеров в зависимости от их структуры, физического и фазового состояния;
- иметь навыки определения деформационных и прочностных свойств полимеров и расчета молекулярных характеристик по результатам испытаний; работы на испытательном оборудовании и приборах для определения степени набухания, релаксации и деформации полимеров;
- уметь на базе теоретических знаний и опытных данных анализировать и объяснять полученные результаты, рассчитывать энергию активации процесса разрушения полимеров, работать со справочной и др. научно-технической литературой в области физики полимеров, оценивать параметры структуры ВМС по экспериментальным данным.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способности к профессиональному росту, самостоятельному обучению новым методам исследования;
- использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских работ;
- способности и готовности к эксплуатации современного оборудования и приборов для исследования физико-химических и механических свойств полимеров;
- способности к теоретическому анализу и экспериментальной проверке теоретических знаний в области химии и физики полимеров;
- способности и умения оценивать технологичность изделий и процессов, исходя из прогнозируемого поведения полимеров в разных условиях;
- способности и готовности организовать научно-исследовательскую работу в области изучения и изменения свойств полимеров, разрабатывать планы НИР, задания для исполнителей;
- умения осуществлять поиск, обработку, анализ и систематизацию НТИ по проблемам, связанным с физикой полимеров, выбор методик и средств решения задачи;
- практически использовать современные приборы и методики, проводить и организовывать эксперименты и испытания, осуществлять обработку и анализ результатов;
- способности и готовности к созданию новых экспериментальных установок для проведения лабораторных практикумов;
- разрабатывать учебно-методическую документацию для проведения учебного процесса.
3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
3.1. Распределение зачетных единиц / часов учебных занятий
Вид занятий
|
Трудоемкость
|
Зач. ед.*
|
Час.
|
Лекции
|
0,1
|
4
|
Семинары
|
0,06
|
2
|
Лабораторная работа
|
-
|
-
|
Практические занятия
|
-
|
-
|
Самостоятельная работа
|
1,84
|
66
|
ИТОГО
|
2
|
72
|
Кандидатский экзамен
|
1
|
36
|
*Одна зачетная единица соответствует 36 академическим часам
3.2. Содержание дисциплины
3.2.1. Наименование тем, их содержание, объем лекционных занятий
Порядко- вый
|
Раздел, тема учебного курса, содержание лекций
|
Трудоемкость
|
номер
|
Зач.
ед.
|
Час.
|
лекции
|
1
|
Методы получения синтетических полимеров полимеризацией
|
0,014
|
0,5
|
2
|
Сополимеризация
|
0,014
|
0,5
|
3
|
Получение полимеров методом полимераналогичных превращений
|
0,014
|
0,5
|
4
|
Ступенчатые процессы синтеза полимеров (поликонденсация)
|
0,014
|
0,5
|
5
|
Межмолекулярное взаимодействие и надмолекулярная структура в полимерах
|
0,014
|
0,5
|
6
|
Деформационно-прочностные свойства полимеров
|
0,014
|
0,5
|
7
|
Прочность полимеров
|
0,026
|
1
|
|
ИТОГО
|
0,1
|
4
|
3.2.2. Семинары, их наименование, содержание и объем
Порядко-вый
номер
практи-ческого занятия
|
Раздел, тема учебного курса, содержание семинаров, лабораторных работ, практических занятий
|
Трудоемкость
|
Зач.
ед.
|
Час.
|
1
|
Особенности химических реакций полимеров и основные факторы, влияющие на химические реакции полимеров
|
0,014
|
0,5
|
2
|
Межмолекулярные взаимодействия, гибкость макромолекул, надмолекулярные структуры. Аморфные и кристаллические состояния полимеров
|
0,014
|
0,5
|
3
|
Методы исследования структуры полимеров
|
0,014
|
0,5
|
4
|
Деформационные и прочностные свойства полимеров. Количественные показатели для оценки деформационно-прочностных свойств.
|
0,014
|
0,5
|
|
ИТОГО
|
0,06
|
2,0
|
3.2.3. Самостоятельная работа аспирантов
Разделы и темы рабочей программы самостоятельного изучения
|
Перечень заданий для самостоятельной работы (рефераты, доклады, переводы, расчеты, планирование эксперимента и т.п.)
|
Трудоемкость
|
Зач.
ед.
|
Час.
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1. Методы получения синтетических полимеров полимеризацией
1.1. Синтез полимеров методом радикальной полимеризации
1.2. Получение синтетических полимеров методом ионной полимеризации
|
Текущая проработка теоретического материала. Реферат
|
0,25
|
9
|
2. Сополимеризация
2.1. Сополимеры и типы сополимеризаций
|
0,25
|
9
|
3. Получение полимеров методом полимераналогичных превращений
3.1. Особенности проведения реакций с участием полимеров; структура образующихся полимеров
|
0,25
|
9
|
4. Ступенчатые процессы синтеза полимеров (поликонденсация)
4.1 Особенности и основные закономерности процесса поликонденсации
|
0,28
|
10
|
5. Межмолекулярное взаимодействие и надмолекулярная структура в полимерах
5.1. Межмолекулярное взаимодействие (ММвзП) в полимерах; надмолекулярная структура полимеров
|
0,28
|
10
|
6. Деформационно-прочностные свойства полимеров
6.1.Деформационно-прочностные свойства полимеров в высокоэластическом физическом состоянии
|
0,28
|
10
|
1
|
2
|
3
|
4
|
6.2. Деформационно-прочностные свойства полимеров в стеклообразном физическом состоянии
6.3. Деформационно-прочностные свойства полимеров в кристаллическом физическом состоянии
|
Текущая проработка теоретического материала. Реферат
|
|
|
7. Прочность полимеров
7.1. Особенности когезионного и адгезионного разрушения полимеров
|
0,25
|
9
|
|
ИТОГО
|
1,84
|
66
|
3.2.4. Контроль результативности учебного процесса по дисциплине
Текущий и промежуточный контроль учебного процесса заключается в защите рефератов.
Итоговый контроль проводится в форме кандидатского экзамена по вопросам (п. 3.4.2).
3.3. Требования к ресурсам, необходимым для результативного изучения дисциплины
Программное обеспечение
1. Microsoft Office 2007 для дома и учебы (лицензия УГЛТУ).
2. Автоматизированная система контроля знаний и обучения АСКО (лицензия УГЛТУ).
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Электронные реферативные журналы ВИНИТИ «ХИМИЯ», «МАШИНОСТРОЕНИЕ» (лицензия УГЛТУ).
Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Мультимедийная аудитория, оснащенная интерактивная доской, видеопроектором, экранами, оверхедом, компьютерами, выходом в Интернет).
2. Научно-исследовательские лаборатории, оснащенные установками для изучения физико-химических свойств ВМС, для синтеза полимеров, для синтеза полимеров и изучения их физико-химических свойств, оборудованием по переработке полимеров.
3. Класс персональных компьютеров с выходом в Интернет.
4. Комплект электронных презентаций.
3.4. Учебно-методические материалы по дисциплине
3.4.1. Основная и дополнительная литература
Основная литература
1. Белокурова, А.П. Химия и технология получения полиолефенилов: [Электронный ресурс] учебное пособие. / А.П. Белокурова, Т.А. Агеева; под. ред. О.И. Койфмана. – Иваново, 2011. – 126 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/4521/.
2. Кулезнев, В.Н. Химия и физика полимеров: учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки «Химическая технология высокомолекулярных соединений и полимерных материалов» / В.Н. Кулезнев, В.А. Шершнев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2007. – 367 с. (47 экз.).
3. Осипова, Г.В. Химия и физика полимеров: ч.1. [Электронный ресурс] учебное пособие. / Г.В. Осипова, Г.Н. Беспалова. – Иваново, 2010. – 132 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/4519/.
4. Семчиков, Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: 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. (10 экз. + 17 экз. 2006 г.).
5. Семчиков, Ю.Д. Ведение в химию полимеров: [Электронный ресурс] учебное пособие. / Ю.Д. Семчиков, С.Ф. Жильцов, С.Д. Зайцев. – СПб.: «Лань», 2012. – 224 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/4036/.
6. Сутягин, В.М. Химия и физика полимеров в вопросах и ответах: учебное пособие [Электронный ресурс] / В.М. Сутягин, Л.И. Бондалетова. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. – 122 с. - Режим доступа: http://www.twirpx.com/file/235290/
7. Химия и физика полимеров: Методические указания, программные вопросы и контрольные задания для студентов направления 240100 [Электронный ресурс] / Сост. В.М. Сутягин, Л.И. Бондалетова. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2005 – 72 с. – Режим доступа: http://www.twirpx.com/file/237401.
Дополнительная литература
8. Семчиков, Ю.Д. Введение в химию полимеров: учебное пособие / Ю.Д. Семчиков. – СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2012. – 224 с. (1 экз.).
9. Основы технологии переработки пластмасс: учебник для студентов вузов / Под ред. В.Н. Кулезнева, В.К. Гусева. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Химия, 2004. – 600 с. (27 экз.).
10. Технические свойства полимерных материалов: учебно-справочное пособие / В.К. Крыжановский и др.; под ред. В.К. Крыжановского. – Изд. 2-е, испр. и доп. – СПб.: Профессия, 2007. – 240 с. (15 экз.).
11. Малкин, А.Я. Реология: концепции, методы, приложения = Rheology: conceptions, methods, applications: авторизов. пер.с англ. / А.Я. Малкин, А.И. Исаев. – СПб.: Профессия, 2007. – 560 с. (10 экз.).
12. Макаров, В.Г. Промышленные термопласты: справочник / Ред. А.А. Рогайлина. – М.: Химия: КолосС, 2003. – 208 с. (11 экз.).
13. Макаров, В.Г. Промышленные реактопласты и смолы: справочник / В.Г. Макаров. – М.: Химия, 2006. – 296 с. (25 экз.).
3.4.2. Перечень вопросов к кандидатскому экзамену
1. Реакции получения олигомеров и высокомолекулярных соединений:
- Радикальная полимеризация и ее механизм.
- Ингибиторы и регуляторы радикальной полимеризации.
- Радикальная полимеризация при глубоких степенях превращения.
- Сополимеризация, ее механизм и основные закономерности.
- Константы сополимеризации и их физический смысл. Связь строения мономеров с их реакционной способностью.
- Сополимеризация катионная и анионная.
- Стереорегулярные полимеры и условия их получения.
- Полиприсоединение. Механизм образования полиуретанов, поликарбамидов и эпоксидных полимеров.
- Равновесная поликонденсация и ее механизм.
- Неравновесная поликонденсация. Механизм реакции и ее основные закономерности.
- Трехмерная поликонденсация и ее закономерности.
2. Физика полимеров и полимерных композиционных материалов:
- Гибкость полимерных цепей и ее характеристики.
- Высокомолекулярные соединения в растворе. Характер взаимодействия в растворах полимеров.
- Фазовые переходы, механизм кристаллизации и плавления кристаллов.
- Современные представления об аморфном состоянии и структуре стеклообразных полимеров.
- Основные свойства высокоэластического состояния полимеров.
- Закономерности течения расплавов полимеров, механизм течения.
- Условия образования кристаллического состояния в полимерах.
- Релаксационные явления в полимерах.
- Долговечность. Кинетическая теория разрушения. Особенности разрушения твердых полимеров и эластомеров.
- Наполнители с нанометровым размером частиц. Структура и свойства нанокомпозитов.
3. Методы исследования полимеров и полимерных композиционных материалов:
- Экспериментальные методы исследования структуры макромолекул в растворе.
- Спектроскопия полимеров: ИК, МНПВО, КР. Специфика методов и задачи, решаемые с их применением.
- Теплофизические методы. Дилатометрия. Дифференциальный термический анализ. Калориметрические методы.
- Неразрушающие методы исследования ПКМ.
|
