Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине
Скачать 193.37 Kb.
|
Министерство образования и науки РФ Федеральное агентство по образованию Саратовский государственный технический университет ХИМИЯ И ФИЗИКА ПОЛИМЕРОВ (Часть 1 ХИМИЯ ПОЛИМЕРОВ) Методические указания и контрольные задания по курсу «Химия и физика» для студентов специальности 250600 заочной формы обучения Электронное издание локального распространения
Саратов – 2006ВВЕДЕНИЕ Дисциплина «Химия и физика полимеров» является одной из основных теоретических химических дисциплин для подготовки химиков-технологов, специализирующихся по любой отрасли химической технологии, связанной с производством полимерных материалов или их переработкой. Изучение дисциплины «Химия и физика полимеров» базируется на знание неорганической и органической химии, физики, физической химии (особенно таких разделов, как термодинамика, кинетика, фазовое состояние, теория растворов), коллоидной химии. Данный курс служит фундаментом для изучения спецдисциплин предусмотренных для подготовки инженера химика-технолога, которому необходимо иметь глубокие знания процессов синтеза высокомолекулярных соединений, их химических и физических свойств, факторов, оказывающих влияние и определяющих комплекс свойств полимерных материалов. По первой части курса «Химия полимеров» предусмотрено: 17 ч. лекций, 34 ч. лабораторного практикума, выполнение одной контрольной работы, отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине. К лабораторному практикуму допускаются студенты, сдавшие контрольные работы не менее чем за 10 дней до начала сессии. В последствии контрольные работы не принимаются и не рассматриваются. В результате изучения дисциплины (Часть 1. Химия полимеров), студент должен знать: - основные понятия и определения химии высокомолекулярных соединений; - структуру и классификацию полимеров; - теорию основных процессов синтеза полимеров; - понимать связь между строением и свойствами полимеров. При самостоятельном изучении дисциплины следует ориентироваться на вопросы для самопроверки, которые приводятся к каждой теме. ЛИТЕРАТУРА Основная 1. Тагер, А.А. Физико-химия полимеров / А.А. Тагер. -М.: Химия, 1978. - 536 с. 2. Киреев, В.В. Высокомолекулярные соединения: учебник для вузов / В.В. Киреев. -М.: Высш. шк., 1992. - 512 с. 3. Семчиков, Д.Д. Высокомолекулярные соединения / Д.Д. Семчиков. -М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 366 с. 4. Стрепихеев, А.С. Основы химии высокомолекулярных соединения / А.С. Стрепихеев, В.А. Деревицкая. -М.: Химия, 1976. - 486 с. 5. Шур, А.М. Высокомолекулярные соединения /А.М. Шур. -М.: Выш. шк., 1981. - 656 с. 6. Технология пластических масс / под ред. В.В. Коршака. - М.: Химия, 1976. - 784 с. Дополнительная 7. Полимеры. / В.Р. Говарикер, Н.В. Висванатхан, Дж. Шридхар; пер с англ. -М.: Наука. 1990. - 396 с. 8. Основы физики и химии полимеров / под ред. В.Н. Кулезнева. -M.: Высшая школа, 1977. - 384 с. 9. Поропечко, И.И. Введение в физику полимеров / И.И. Поропечко. -М.: Химия, 1978. - 386с. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Раздел I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Тема I. Полимерные материалы в технике История развития химии высокомолекулярных соединений. Значение работ русских, советских и зарубежных ученых: А.М. Бутлерова, С.В. Лебедева, Н.Н. Семенова, П.П., Шоршгина, В.А. Каргина, Штаудингера, Карозерса, Циглера, Натта и др. в развитии химии и физики высокомолекулярных соединений. Высокомолекулярные соединения, их роль в природе и значение в народном хозяйстве. Технико-экономические предпосылки и перспективы развития промышленности полимерных материалов. Источники получения исходных продуктов для производства полимерных материалов. Литература.[2], [3], [6]. Тема 2. Основные понятия и классификация высокомолекулярных соединений Понятие о макромолекуле, элементарном звене, степени полимеризации и функциональности мономера. Связь между функциональностью мономера и строением полимера. Определение понятия «высокомолекулярные соединения», их основные особенности и отличия от низкомолекулярных соединений. Принципы классификация полимеров. Номенклатура полимеров. Термопластичные и термореактивные полимеры. Литература. [3], [4], [7]. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Наука о полимерах стала развиваться как самостоятельная область знания к началу Второй мировой войны и сформировалась как единое целое в 50-х г.г. XX столетия, когда была осознана роль полимеров в развитии технического прогресса. В настоящее время полимеры находят широкое применение, как в различных отраслях техники, так и для производства товаров широкого потребления. Быстрыми темпами развивается промышленность полимерных материалов. Из года в год расширяется производственная база за счет реконструкции действующих и строительства новых современных предприятий; увеличивается ассортимент изделий из полимеров, создаются новые полимерные материалы с такими свойствами, которых нет, и не может быть у природных соединений. Стремительное развитие производства полимерных материалов обусловлено рядом технико-экономических причин, о которых студент должен иметь четкое представление. При проработке материала данного раздела следует четко понимать, что при переходе от низкомолекулярных к высокомолекулярным соединениям происходят не только количественные изменения молекулярной массы и размеров макромолекулы, но и существенные качественные изменения физико-химических свойств. Большая молекулярная масса и асимметричная форма макромолекул обуславливают ряд специфических свойств, присущих только высокомолекулярным соединениям. Вопросы для самопроверки 1.Дать характеристику основным видам полимерных материалов. 2.Привести примеры использования полимерных материалов для производства товаров широкого потребления и технических изделий. 3.Каковы причины, обуславливающие прогресс промышленности полимерных материалов? 4.Привести конкретные примеры источников сырья для производства различных типов полимерных материалов. 5.Перечислить основные отличительные особенности высокомолекулярных соединений по сравнению с низкомолекулярными. 6.Различие между природными, искусственными и синтетическими полимерами. Приведите примеры. Раздел II. МЕТОДЫ СИНТЕЗА ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Тема1. Синтез высокомолекулярных соединений реакцией полимеризации Понятие о мономерах. Типы реакций полимеризации: цепная и ступенчатая. Связь между строением мономера и его способностью к полимеризации. Литература. [2], [3], [5], [8]. Тема 2. Цепная радикальная полимеризация Методы инициирования радикальной полимеризации. Полимеризация термическая, фотохимическая, радиационная, инициированная. Рост и обрыв цепи. Реакция передачи цепи. Элементарные реакции радикальной полимеризации. Кинетика радикальной полимеризации. Влияние различных факторов на протекание радикальной полимеризации. Сополимеризация и ее основные закономерности. Литература. [1], [3], [7], [8]. Тема 3. Цепная ионная полимеризация Ионная полимеризация: виды ионной полимеризации, катализаторы ионной полимеризации. Основные закономерности протекания и особенности ионной полимеризации. Понятие о стереорегулярных полимерах. Стереоспецифическая полимеризация, ее закономерности и механизм образования стереорегулярных полимеров. Каталитические системы стереоспецифической полимеризации. Технические способы проведения цепной полимеризации. Литература. [2], [4], [5], [8]. Тема 4. Ступенчатая полимеризация Основные закономерности протекания ступенчатой полимеризации. Синтез полиуретанов и полиформальдегида реакцией ступенчатой полимеризации. Литература. [1], [6]. Тема 5. Синтез высокомолекулярных полимеров реакцией поликонденсации Влияние строения исходных мономеров на их способность к поликонденсации, роль функциональных групп. Условия получения линейных разветвленных и пространственных структур макромолекул. Механизм реакции поликонденсации. Поликонденсационное равновесие и молекулярная масса полимера. Гомо- и гетерополиконденсация. Реакции деструкции при поликонденсации. Влияние различных факторов на процесс поликонденсации. Способы проведения реакции поликонденсации. Поликонденсация на границе раздела двух фаз. Литература. [2], [4], [5]. Тема 6. Синтез высокомолекулярных соединений превращением циклов в линейные полимеры Термодинамические основы процесса превращения циклов в линейные полимеры. Механизм реакции полимеризации циклических мономеров. Гидролитическая полимеризация циклов. Влияние различных факторов на протекание процессов. Ионная полимеризация циклов. Литература. [4], [5], [7]. Тема 7. Синтез блок- и привитых сополимеров Строение и свойства блок- и привитых сополимеров. Способы синтеза блоксополимеров. Основные закономерности и способы проведения привитой сополимеризации. Литература. [1], [3], [6], [7]. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ При изучении материала данного раздела следует обратить особое внимание на механизм реакций образования высокомолекулярных соединений и уяснить основные закономерности их протекания. Вместе с тем следует хорошо представлять взаимосвязь между строением исходных мономеров и их реакционной способностью и возможным направлением протекания реакции, например циклизации или образования линейного полимера в случаи реакции поликонденсации. Студент должен уметь приводить конкретные примеры реакций синтеза высокомолекулярных соединений, а не ограничиваться их записью в общем виде. При проработке темы 7 следует учесть, что синтез блок- и привитых сополимеров является одним из основных способов получения полимеров с новыми, заранее заданными свойствами. В результате синтеза привитых сополимеров можно на основе доступных, освоенных промышленностью полимерных материалов получить полимеры с ионообменными, негорючими, бактерицидными и другими свойствами. Вопросы для самопроверки 1.В чем разница в механизме цепной и ступенчатой полимеризации? 2.Привести примеры инициаторов радикальной полимеризации и реакции их разложения с образованием свободных радикалов. 3.Как протекает инициирование радикальной полимеризации окислительно-восстановительными системами? 4.Что такое промоторы, замедлители и ингибиторы? Написать реакцию взаимодействия растущей цепи с ингибитором. 5.Как влияет строение исходных мономеров на их способность к поликонденсации? 6.Написать реакции образования активного центра при катионной и анионной полимеризациях. 7.Каково строение изотактических и синдиотактических полимеров? 8. Как и почему влияет температура проведения реакции радикальной полимеризации на суммарную скорость реакции и молекулярную массу образующегося полимера? 9.Привести реакцию получения полиуретанов и полимочевин в результате ступенчатой полимеризации. 10.Почему при применении катализаторов Циглера-Натта происходит образование стереорегулярных полимеров? 11.Какие типы полимеров могут быть получены в результате реакции поликонденсации? Привести примеры реакций. 12.Почему поликонденсация на границе раздела двух фаз имеет неравновесный характер? 13.Почему циклы с 5 и 6 членами не образуют линейного полимера при гидролитической полимеризации циклических мономеров? 14.Как влияют концентрация активатора и температура на скорость реакции и величину молекулярной массы образующегося полимера при гидролитической полимеризации капролактама? 15.Почему гидролитическая полимеризация циклов имеет paвновесный характер? Как протекает реакция деполимеризации? 16.Написать реакции анионной полимеризации капролактама. 17.Привести пример реакции образования пространственных структур полимеров при поликонденсации. 18.Каким образом при радиационной привитой сополимеризации можно исключить образование гомополимера? КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ По первой части курса ФХП (химия полимеров) предусмотрено выполнение одного контрольного задания. При его выполнении, студент должен показать умение анализировать и обобщать изучаемый материал. Ответы должны полностью освещать поставленный вопрос, но излагаться кратко и конкретно. Работа выполняется в тетради (объемом не менее 15 страниц) или в компьютерном варианте на листах формата А4 в скоросшивателе (объемом не менее 10 страниц). На титульном листе контрольной работы указывается: фамилия, имя, отчество студента, курс, специальность, группа, шифр. Страницы контрольной работы нумеруются. В начале ответа должен быть написан вопрос с указанием его номера, который соответствует двум последним цифрам шифра, написанного на студенческом билете и в зачетной книжке студента. Если последние две цифры больше числа вариантов, то номер задания выбирается по таблице:
В конце работы приводится список литературы, который оформляется по ГОСТу, ставится подпись студента и дата выполнения. КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ I Вариант I 1. Становление и развитие науки о полимерах. 2. Дать определение макромолекулы, элементарного звена и степени полимеризации. Как влияет величина молекулярной массы на свойства высокомолекулярных соединений? 3. Методы инициирования радикальной полимеризации. Привести примеры инициирующих систем. 4. Ионная полимеризация циклических мономеров. Основные закономерности процесса. Вариант 2 1. Высокомолекулярные соединения, их роль в природе и значение в народном хозяйстве. 2. Охарактеризовать основные закономерности радикальной полимеризации. Привести схемы элементарных реакций на примере какого-либо конкретного мономера. 3. Технические методы проведения полимеризации (блочная полимеризация, полимеризация в растворе и в эмульсии). Примеры. 4. Как влияют параметры реакции поликонденсации на ход реакции и на величину молекулярной массы, образующегося полимера? Вариант 3 1. Какие низкомолекулярные соединения называются мономерами? Примеры. Как зависит реакционная способность мономеров от их химического строения? 2. Привести примеры инициирующих систем, применяемых для радикальной полимеризации, и катализаторов, применяемых в ионной полимеризации. 3. Способы проведения реакции поликонденсации. 4. Какие процессы протекают при отверждении термореактивных смол? Как изменяются свойства полимеров после отверждения? Вариант 4 1. Экологические аспекты производства и применение полимерных материалов. 2. Каков механизм действия замедлителей и ингибиторов радикальной полимеризации? Примеры. 3. Каковы особенности строения стереорегулярных полимеров? В чем отличие свойств стереорегулярных полимеров по сравнению с нерегулярными полимерами аналогичного химического состава и почему? 4. Синтез полимеров в реакции поликонденсации. Каковы основные закономерности процесса? Примеры. Вариант 5 1. Классификация полимеров по химическому составу и структуре макромолекулы. Примеры. 2. Анионная полимеризация. Каковы основные закономерности протекания реакции? Примеры. 3. Дать характеристику методам осуществления реакции поликонденсации. 4. Термопластичные и термореактивные полимеры. Сходства, различия в строении и свойствах. Примеры. Вариант 6 1. Классификация полимеров по форме макромолекул. Как влияет форма макромолекулы на свойства полимеров? Примеры. 2. Каковы основные закономерности гидролитической полимеризации циклических мономеров? 3. Побочные реакции и сопутствующие процессы при реакции поликонденсации. 4. Гомо- и гетерополиконденсация. Примеры. Вариант 7 1. Номенклатура полимеров. 2. Какие существуют методы проведения цепной полимеризации? Каковы их характерные особенности? 3. Синтез полимеров реакцией сополимеризации. Каковы основные закономерности процесса? Примеры. 4. В каких случаях при реакции поликонденсации получаются линейные, разветвленные и пространственные полимеры? Примеры. Вариант 8 1. Принципы классификации полимеров. 2. Почему пяти- и шестичленные циклические мономеры не вступают в реакцию гидролитической полимеризации циклов? 3. Какие виды полимеров могут быть получены реакцией поликонденсации? Примеры. 4. Синтез стереорегулярных полимеров. Каковы основные закономерности процесса? Примеры. Вариант 9 1. Основные понятия химии полимеров: макромолекула, элементарное звено, период идентичности, полимергомологи, олигомеры, сополимеры, блоксополимеры. Примеры. 2. Дать характеристику основных отличительных особенностей свойств высокомолекулярных соединений. 3. Каковы основные стадии радикальной полимеризации? Примеры. 4. Синтез привитых сополимеров. Основные закономерности процесса. Примеры. Вариант 10 1. Как влияет температура на равновесие реакции между мономером и полимером? 2. В чем состоит различие между ступенчатой, цепной радикальной и цепной ионной полимеризацией? Назвать примеры полимеров, полученных по этим схемам. 3. Кинетика анионной полимеризации. 4. Синтез блоксополимеров. Примеры. Вариант 11 1. Взаимосвязь между строением мономеров, их реакционной способностью и строением образующихся полимеров. 2. Влияние различных факторов на протекание радикальной полимеризации. 3. Привести примеры сополимеров, полученных из мономеров, полимеризующихся с одинаковой и с различной скоростью. 4. Синтез высокомолекулярных соединений из циклических низкомолекулярных соединений. Основные закономерности процесса. Примеры. Вариант 12 1. Каковы основные технико-экономические предпосылки развития производства полимерных материалов? Примеры. 2. Привести примеры сополимеров, полученных из мономеров, полимеризующихся с одинаковой и различной скоростью. 3. Каковы основные закономерности катионной полимеризации? Примеры. 4. Химическая деструкция полимеров (гидролиз, алкоголиз, ацидолиз, окислительная деструкция). Вариант 13 1. Какие низкомолекулярные соединения называются мономерами? Приведите примеры шести различных мономеров. Как они получаются в промышленности? 2. Какие факторы определяют комплекс свойств полимеров? Привести соответствующие примеры. 3. Катионная полимеризация. Каковы основные закономерности протекания реакции? Примеры. 4. Деструкция полимеров в результате физических воздействий (механическая, фотохимическая, радиационно-химическая, термическая). Вариант 14 1. По каким принципам и каким образом классифицируются высокомолекулярные соединения? 2. Кинетика радикальной полимеризации. 3. Дайте сравнительную характеристику методов получения полимеров полимеризацией и поликонденсацией. Приведите примеры. 4. Побочные реакции и сопутствующие процессы при реакции поликонденсации. Вариант 15 1. Дайте характеристику основных отличительных особенностей высокомолекулярных соединений по сравнению с низкомолекулярными соединениями. 2. Элементарные реакции радикальной полимеризации. 3. Превращение циклов в линейные полимеры. Примеры. 4. Обратимые процессы поликонденсации. Вариант 16 1. Что такое промоторы, замедлители и ингибиторы? Написать реакцию взаимодействия растущей цепи с ингибитором. 2. Основные стадии катионной полимеризации 3. Охарактеризуйте основные закономерности процесса поликонденсации. Примеры. 4. Технические приемы синтеза для ступенчатых процессов. Вариант 17 1. Взаимосвязь между строением мономеров, их реакционной способностью и строением полимера. 2. Основные методы синтеза высокомолекулярных соединений. 3. Кинетика катионной полимеризации. 4. Метод полимераналогичных превращений функциональных групп. Вариант 18 1. Природные и синтетические полимеры. Карбоцепные, гетероцепные, элементорганические и неорганические полимеры. 2. Влияние различных факторов на протекание радикальной полимеризации. 3. Кинетика радикальной полимеризации при больших и малых степенях превращения. Уравнение общей скорости полимеризации. 4. Способы проведения реакции поликонденсации. Поликонденсация на границе раздела двух фаз. Вариант 19 1. Значение работ русских и зарубежных ученых в развитии химии и физики высокомолекулярных соединений. 2. Химическая деструкция полимеров (гидролиз, алкоголиз, ацидолиз, окислительная деструкция). 3. Анионно-координационная полимеризация (с kat Циглера-Натта). 4. Полициклизация в полимерных цепях. Лестничные полимеры, методы их получения. Свойства, особенности. Вариант 20 1. Источники получения исходных продуктов для производства полимерных материалов. 2. Элементарные реакции радикальной полимеризации. 3. Механизмы реакций образования полимеров при полимеризации. Основные закономерности их протекания. 4. Привитые и блок- сополимеры. СОДЕРЖАНИЕ Введение………………………………………………………………….2 Литература…………………………………………………………….. ..2 Раздел I. Основные понятия и классификация высокомолекулярных соединений……………………………………..3 Раздел II. Методы синтеза высокомолекулярных соединений……………………………………………………………... 4 Контрольные задания…………………………………………………...7 Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком. Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено. Составители: Кардаш Марина Михайловна, Федорченко Наталия Борисовна, Свешникова Елена Станиславовна Под редакцией М.М. Кардаш Рецензент Л.Г. Панова 410054, Саратов, ул.Политехническая, 77 Научно-техническая библиотека СГТУ тел. 52-63-81, 52-56-01 http: // lib.sstu.ru Регистрационный номер 060043 Э
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Реферат Блок лабораторных работ, представленных ниже, рекомендуется... Разработка научно-образовательных материалов по школьному лабораторному практикуму по физике | | Реферат Представляемые лабораторные работы рекомендуются для проведения... Разработка ном по школьному лабораторному практикуму по физике (раздел «Электричество») в соответствии с рабочей программой профильного... |
 | Курс (прием 2009 г.) Антикризисное управление экзамен Управление... Рынок ценных бумаг зачет Стратегический менеджмент – экзамен, защита курсовой работы Инновационный менеджмент – экзамен, защита курсовой... | | Экзаменационные вопросы по дисциплине: «социальная педагогика» Для специальности Экзамен по дисциплине «Социальная педагогика» является итоговой формой контроля знаний студентов |
| Программа вступительного экзамена по специальной дисциплине для поступающих... Вступительный экзамен в аспирантуру по специальной дисциплине проводится в устно-письменной форме | | К сведению всех сдающих кандидатский экзамен по истории и философии науки! Кандидатский экзамен принимается в период экзаменационной сессии (как правило, с 15 мая по 15 июня). Все желающие сдавать экзамен... |
| «Кандидатский экзамен по специальной дисциплине в соответствии с... Минобрнауки РФ от 16. 03. 2011 г. №1365; программы-минимума кандидатского экзамена по общенаучной дисциплине «Иностранный язык»,... | | Кандидатский экзамен по Истории и философии РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ К КАНДИДАТСКОМУ ЭКЗАМЕНУ ПО ОБЩЕНАУЧНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ |
| Образовательная программа образовательного учреждения Экзамен по дисциплине «Социальная педагогика» является итоговой формой контроля знаний студентов | | 67. Формы итоговой аттестации учащихся Экзамен по истории всегда проводятся устно. Форму экзамена учащиеся выбирают. Экзамен может осуществлятся в следующих формах: по... |
| Реферата для сдачи кандидатского экзамена по дисциплине «история и философия науки» И всем сдающим кандидатский экзамен по указанной дисциплине на базе самостоятельного изучения историко-научного материала необходимо... | | Программа кандидатского экзамена по дисциплине «Дерматовенерология» Кандидатский экзамен является составной частью аттестации научных и научно-педагогических кадров |
| Экзамен по истории России XIX века в 8 классе Пояснительная записка Экзамен по истории России XIX века проходит в рамках летней аттестации учащихся, завершающих обучение в 8 классе. Курс изучается... | | экзамен по дисциплине «Профессиональный иностранный язык» ПРОГРАММА Государственного экзамена по дисциплине «Профессиональный иностранный язык» |
| Онлайн-экзамен по пдд 2012-2013 Экзамен по географии в рамках государственной (итоговой) аттестации за курс основной школы в Духовницком районе в 2012 г сдавали... | | Конспект урока по русской литературе по рассказу В. М. Шукшина «Экзамен» Материалы к уроку: рассказ «Экзамен», Толковый словарь русского языка под ред. С. И. Ожегова, словарь литературоведческих терминов,... |
