Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине



Скачать 193.37 Kb.
Дата08.01.2013
Размер193.37 Kb.
ТипОтчет


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






Одобрено

редакционно-издательским

советом Саратовского государственного

технического университета


Саратов – 2006



ВВЕДЕНИЕ

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:


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

38

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100


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





Саратовский государственный

технический университет, 2006



Похожие:

Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине iconЛабораторная работа 4 исследование устойчивости линейной системы методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем»
Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» для курсантов...
Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине iconЛабораторная работа №1 приобретение навыков работы с программой visSim
Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» для курсантов...
Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине iconУчебно-методическое пособие к специальному лабораторному практикуму «Измерения на свч»
Охватывает токи смещения, оно имеет сдвиг по фазе относительно поперечного электрического поля на 0,5π: когда электрическое поле...
Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине iconПорядок подготовки к кандидатскому экзамену по дисциплине «история и философия науки» Кандидатский экзамен по дисциплине «история и философия науки»
Кандидатский экзамен по дисциплине «история и философия науки» состоится 2123 мая 2012 года
Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине iconМетодические указания к лабораторному практикуму по механике для студентов первого курса всех специальностей Воронеж 2005
Составители: канд физ.мат наук Евсюков В. А., канд физ.мат наук А. Г. Москаленко, канд физ.мат наук Н. В. Матовых, канд физ.мат...
Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине iconПрактикуму «Вычислительная физика»
Вычислительная физика (практикум на эвм): методические указания к лабораторным работам по физике по практикуму «Вычислительная физика»...
Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине iconПрограмма для подготовки к вступительному экзамену по дисциплине «История России»
Абитуриент, сдающий письменный экзамен (в форме тестовых заданий) по дисциплине «История России» должен знать
Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине iconОтчет по десятинедельному практикуму: Получение и исследование шпинелей
В элементарной ячейке структуры шпинели 32 аниона кислорода образуют плотнейшую кубическую упаковку с 64 тетраэдрическими пустотами...
Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине iconПредварительные оценки за экзамен по дисциплине «Психология нормативной ситуации» студентов очного отделения Со-V. 1 бюджет
Предварительные оценки за экзамен по дисциплине «Психология нормативной ситуации» студентов очного отделения
Отчет по лабораторному практикуму, экзамен по дисциплине iconМетодические указания к практикуму по введению в языкознание санкт Петербург 2003 ббк 81 М54
Методические указания к практикуму по введению в языкознание / Авт сост. Е. И. Грехова. — Спб., 2003. — 36 с
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org