Рабочая учебная программа по дисциплине "общая химическая технология полимеров " для направления 655100 химическая технология высокомолекулярных соединений и полимерных материалов

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ивановский государственный химико-технологический университет

«УТВЕРЖДАЮ»

проректор по учебной работе

Факультет – ЗО и ДПО

Кафедра технологии композиционных материалов и полимерных покрытий.

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

для направления 655100 – ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

специальности 250500 – ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

специализации 250506 – ТЕХНОЛОГИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ

Всего часов по дисциплине: 204ч

Аудиторные занятия: 24ч

Лекции : 12ч

Практические занятия: нет

Лабораторные занятия : 12ч

Контрольная работа: 1 работа.

Самостоятельная работа: 180 ч

Зачет: 9 семестр

Экзамен: 9 семестр

специальности 25.05.00 ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Рабочая учебная программа утверждена на заседании кафедры ТКМиПП

Председатель секции ___________________ Ю.Г. Воробьев

Рабочая учебная программа рассмотрена и утверждена научно-методическим советом факультета ЗО и ДПО

1. ВВЕДЕНИЕ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Цель преподавания дисциплины.

Дисциплина ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛИМЕРОВ относится к циклу специальных дисциплин, предусмотренных учебным планом.

Ее цель – привить студентам навыки инженерного и технологического мышления в области получения полимеризационных и поликонденсационных полимеров (смол), позволяющие перейти к рассмотрению и анализу конкретных технологий получения и использования искусственных и синтетических полимеров для лакокрасочных композиционных материалов и покрытий. Базовыми дисциплинами для нее являются: «Органическая химия», «Химия и физика полимеров», «Общая химическая технология» «Процессы и аппараты химической технологии» привлекаются знания по физике, физической и коллоидной химии.
1.2. Требования по дисциплине

В результате изучения дисциплины студент должен:

а) иметь представление: о научных основах получения полимеризационных и поликонденсационных полимеров

б) знать и уметь использовать: общие способы получения полимеров, их достоинства и недостатки; уметь обосновать способы получения полимера с заданным строением и свойствами. Исходя из строения полимера уметь предсказывать его физические и химические свойства, исходные мономеры, условия и механизм проведения реакций полимеризации или поликонденсации, а также области применения полимера;

в) владеть основными приемами и подходами к получению полимеров, применяемых в качестве связующих в лакокрасочных материалах и пластмассах..

г) иметь опыт получения полимеризационных и поликонденсационных полимеров;

1.3. Разделы дисциплины и виды занятий с указанием количества часов на их проведение.

№ Раздела	Название раздела	Лекции	Лаборат. занятия	Самост. работа
2.1	Основные понятия. Научные основы получения полимерных материалов.	-	-	3
2.2	Общая химическая технология поликонденсационных полимеров.	3	3	135
2.3	Общая химическая технология полимеризационных полимеров.	3	3	135
2.4	Общая химическая технология привитых (со)полимеров.	-	-	4
2.5	Высокоэффективные технологические процессы получения полимерных материалов.	-	-	3
	Итого	6	6	180

2.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

ТЕМА 2.1.1.Химическая терминология и основные понятия синтеза полимеров. Классификация и строение полимеров. Классификация реакций . Реакции полимеризации , поликонденсации и полимераналогичные превращения. Степень полимеризации (СП), массмолекурярное распределение (ММР). Гомогенные и гетерогенные системы и реакции.Катализаторы, инициаторы и ингибиторы реакций. Скорость и константа скорости, общий и частный порядки реакции. Условия синтеза полимера и его количественное описание .Материальный баланс. Закон стехиометрических соотношений. Кинетическое уравнения, зависимость скорости реакции от температура (Аррениус).Энергия активации. Мономеры и их классификация: реакционный центр, функциональная группа и функциональность молекулы.

Научные основы получения полимерных материалов с заданными свойствами .
РАЗДЕЛ 2.2. ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛИКОНДЕНСАЦИОННЫХ ПОЛИМЕРОВ.

ТЕМА 2.2.1 Основные типы реакций поликонденсации ,условия их проведения и механизм. Мономеры для поликонденсационных смол. Влияние строения мономера на его активность в реакции ПК. Стадии и разновидности поликонденсационных процессов. Закономерности обратимой и необратимой поликонденсации. Способы проведения поликонденсации в зависимости от фазового состояния реакционной системы и местонахождение реакционной зоны.

ТЕМА 2.2.2. Поликонденсация в расплаве. Основные реакции обратимых ПК-процессов и побочные. Влияние основных факторов ( температура, соотношение мономеров, вязкость, примеси монофукциональных соединенний, перемешивание, время и т.д.) на выход и свойства полимера. Кинетические закономерности и катализ. Технологические особенности ПК в расплаве.

ТЕМА 2.2.3. Поликонденсация в растворе. Назначение и требования к растворителю. Влияние основных факторов на выход и свойства полимера при ПК в растворе. Технологические особенности поликонденсации в растворе.

ТЕМА2.2.4. Эмульсионная поликонденсация. Условия. Местонахождение реакционной зоны и подбор состава реакционных систем. Влияние основных факторов (вязкость, концентрация и соотношение мономеров, примеси низкомолекулярных монофункциональных соединений, перемешивание, температура, высаливатели и акцепторы НМС, природа органического растворителя и др.) на выход и свойства полимера. Разновидности эмульсионной ПК. Технологические особенности эмульсионной поликонденсации.

ТЕМА 2.2.5. Межфазная полдиконденсация и её разновидности. Влияние основных факторов ( природа растворителя, вязвость, температура, концентрация и соотношение мономеров,примеси монофункциональных соединений и т.д.) на выхолд и свойства полимера. Реакционная зана в зависимости от условий и способов межфазной ПК. Технологические особенности межфазной поликонденсации.

ТЕМА 2.2.5 Закономерности поликонденсации в твердой фазе и её технологические особенности.

ТЕМА 2.2.6 Особенности свойств поликонденсационных полимеров в зависимости от исходных мономеров, от способа и условий поликонденсации, строения и свойств сополимеров.

ТЕМА 2.3.1 Общая характеристика метода получения полимеризационных полимеров. Примеры полимеризационных полимеров которые находят широкое применение при получении пластических масс, пленок, волокон, лакокрасочных материалов и покрытий. Условия и механизм реакции полимеризации. Влияние строения мономера на его активность. Основные закономерности полимеризации. Способы прорведения полимеризации в зависимости от фазового состояния реакционной системы.

ТЕМА 2.3.2 Полимеризация в массе (в среде мономера).Общая характеристика метода. Физико-химические основы полимеризации в массе и особенности кинетики процесса . Гель эффект, причины его возникновения и влияние различных факторов. Способы регулирования молекулярной массы полимера и общие принципы построения технологического процесса ПЗ в массе. Промышленное оборудование , тип реакторов и выбор режима проведения процесса. Технологические особенности полимеризации в массе, достоинства и недостатки. Область применении.

ТЕМА 2.3.3 Полимеризация в растворе. Общая характеристика и технологические особенности способа полимеризации в растворе. Физико-химические основы ПЗ в растворе. Кинетические закономерности процесса. Влияние (и выбор) растворителя и других факторов на выход и свойства полимеризационного полимера.. Технологические особенности, достоинства и недостатки , аппаратурное оформление способа полимеризации в растворе.

ТЕМА 2.3.4 Полимеризация в эмульсии. Общая характеристика метода. Условия проведения процесса. Основные физико-химические закономерности эмульсионной полимеризации. Влияние различных факторов на процесс ПЗ , выход и свойства полимера. Роль высаливателя. Технологические особенности, достоинства и недостатки способа эмульсионной полимеризации.

ТЕМА 2.3.5 Полимеризация в суспензии. Общая характеристика и технологические особенности метода. Физико-химиченские основы. Влияние модуля, перемешивания реакционной массы, природы и концентрация эмульгатора и инициатора. Общие технологические принципы построения технологического процесса, достоинства и недостатки суспензионной полимеризации.

ТЕМА 2.4.1. Общая характеристика и области применения технологии привитых полимеров. Физико-химические основы, общие принципы построения технологического процесса. Достоинства и недостатки способов получения привитых полимеров.

ТЕМА 2.5.1 Научные основы разработки высокоэффективных технологических процессов получения полимерных материалов, пути улучшения их качества и использования в народном хозяйстве. Принципы технологического оформления производств с применением автоматизированных линий и агрегатов большой единичной мощности. Методы разработки малоотходных и энергосберегающих технологических процессов с использованием вычислительной техники. Перспективы развития промышленности полимерных материалов.

Распознавание, получение и свойства полимеров.

1.Способы получения(в расплаве, в растворе, в эмульсии и межфазная ПК)поликонденсационных смол и определение их свойств.

2.Способы получения (в массе, в растворе, в эмульсии и в суспензии) полимеризационных смол и определение их свойств.

Самостоятельная проработка отдельных разделов содержания дисциплины (Раздел 2.1 - 2.5 )

Подготовка к коллоквиумам .

Оформление отчетов по лабораторному практикуму.

Самостоятельная работа по индивидуальным заданиям по разделам 2.2и 2.3 .
3 ФОРМЫ ОТЧЕТНОСТИ:

3.1.Коллоквиумы по теме каждой лабораторной работы; отчеты по лабораторному практикуму;

3.2.Контрольная работа по разделам лекционного курса 2.2-2.3

3.3.Отчет по двум работам( ОХТ полимеризационных и поликонденсационных полимеров (смол)) .

1.Савельянов И.П. Общая химическая технология полимеров.М.:Физматгиз.2000.-290с.

2.Соколов Л.Б.Основы синтеза полимеров методом поликонденсации. М.: Химия. 1979.-175с.

3. Сорокин М.Ф., Шодэ Л.Г., Кочнова З.А. Химия и технология пленкообразующих веществ. – М.: Химия, 1989. – 480 с.

4. Охрименко И.С., Верхоланцев В.В. Химия и технология пленкообразующих веществ. – Л.: Химия, 1978. –391 с.

5.УсачеваТ.С. Текст лекций по общей химической технологии полимеров. Часть 1и 2. Иваново. ИГХТУ. 1997, 1998 гг.

6.Технология пластических масс./Под ред. В.В.Коршака. –М.:Химия,1985.-480с.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Сорокин М.Ф., Лялюшко К.А. Практикум по химии и технологии пленкообразующих веществ. – М.: Химия, 1971. – 263 с.

2.Энциклопедия полимеров. -М.: Советская энциклопедия,1972. т.1,2,3.

3.Вольфсон С.А. Основы создания технологического процесса получения полимеров.-М.:Химия.1987,-264с.

4.ВолфсонС.А. От колбы до реактора.-М.:Химия,1982.-224с.

5.Берлин А.А., Вольфсон С.А. Кинетический метод в синтезе полимеров. -М.: Химия.1973ю-330с.

6.Полимеры/В.Р.Говарикер,Н.В.Висванатхан,Дж.Шридхар.-М.:Наука.1990.-396с.

7.Берлин А.А., Вольфсон С.А. ,Ениколопян Н.С.Кинетика полимеризационных процессов.-М.:Химия.1978.-320с.

8.Будтов В.П., Консетов В.В.Тепломассоперенос в полимеризационных процессах.-Л.:Химия,1983.-256с.