Сайт находится в стадии наполнения   

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНЫХ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ

ВСЕ ПРОГРАММЫ /

ХИМИЯ И ФИЗИКА ПОЛИМЕРОВ / Характеристика и цель программы / Планируемые результаты обучения / Учебный план программы / Календарный учебный график программы / Рабочая программа учебных разделов и тем / Формы аттестации, оценочные материалы / Организационно-педагогические условия

ТЕМЫ И СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИЙ

Раздел 1. Основные понятия и строение молекул ВМС
Тема 1. Основные понятия химии высокомолекулярных соединений
Макромолекула, звено полимерной цепи, способы соединения звеньев в макромолекулы. Важнейшие свойства поли¬меров, вытекающие из их длинноцепочечного строения, отличающие их от низкомолекулярных веществ. Высокая эластичность, способность к образованию анизотропных ориентированных структур, явления набухания и образования гелей. Свойства полимеров, важные для биологии, в том числе способность преобразовывать химическую энер¬гию в механическую работу. Химическая классификация полимеров. Гомоцепные (карбоценные) и гетероцепные полимеры, важнейшие представители и области применения. Биологические макромолекулы. Неорганические и элементоорганические полимеры. Агрегатные (физические состояния полимеров). Важнейшие характеристики макромолекул: молекулярная масса, степень полимеризации. Молекулярно-массовое рас-пределение и его параметры. Понятие о среднечисленной, средненевесовой молекулярных массах и параметре полидисперсности.
Тема 2. Строение и свойства изолированных макромолекул
Конфигурационная изомерия макромолекул, важнейшие типы конфигурационных изомеров полимерных цепей. Стереорегулярные синтетические полимеры. Молекулярно-массовые распределения полимеров, образующихся в результате полимеризации и поликонденсации.
Конформации макромолекул. Внутреннее вращение в полимерных цепях и гибкость макромолекул. Изолированная цепь. Представление о форме и размерах полимерной цепи. Свободносочлененная цепь, конформация клубка. Функция распределения расстояний между концами цепи. Средние paзмеры идеальной цепи.
Тема 3. Пространственное строение, заторможенность внутреннего вращения, гибкость макромолекул
Понятие статистического сегмента и оценка гибкости полимерной цепи. Энтропийная природа упругости идеальной цепи и ее связь с высокоэластичной деформацией полимеров. Представление об упорядоченных (регулярных) конформациях макромолекул.
Тема 4. Конформации полипептидных цепей биополимеров
Связь вторичной структуры с пространственным строением и первичной структурой полипептидных цепей. Роль водородных связей в стабилизации вторичной структуры биополимеров. Представление о третичной и четвертичной структуре биополимеров.
Тема 5. Полимерные тела
Кристаллические полимеры. Строение полимерного кристалла. Кинетика кристаллизации. Три физических состояния аморфных полимеров. Термомеханическая кривая. Стеклообразное, высокоэластическое, вязкотекучее состояние полимеров. Пластификация полимеров.

Раздел 2. Свойства полимеров
Тема 6. Механические свойства полимеров
Деформационные свойства полимеров. Теоретические и реальные прочность и упругость кристаллических и аморфных полимеров. Механика и механизм разрушения полимеров. Ударная прочность полимеров. Долговечность, усталостная прочность полимеров.
Тема 7. Электрические свойства полимеров
Полимерные диэлектрики. Релаксационные переходы. Синтетические металлы.
Тема 8. Термодинамика растворов полимеров
Термодинамика растворения полимеров в низкомолекурных растворителях. Разбавленные, полуразбавленные и концентрированные растворы полимеров. Основы решеточной теории Флори растворов и расплавов полимеров. Энтропия и энтальпия смешения, уравнение состояния раствора полимера. Понятие качества растворителя полимера. Параметр взаимодействия Флори-Хаггинса.
Тема 9. Свойства растворов полимеров
Осмотическое давление раствора полимера. Экспериментальное определение среднечисленной молекулярной массы. Явление фазового разделения и pacтвоpов полимеров. Фазовые диаграммы разделения в растворах полимер-растворитель. Влияние молекулярной массы полимеpoв на вид фазовых диаграмм. Фракционирование полимеров по молекулярной массе. Экспериментальное исследование молекулярно-массового распределения.
Рассеяние света растворами полимеров. Применение светорассеяния для изучения структуры полимеров в растворе.
Гидродинамические свойства макромолекул в растворе, Метод вискозиметрии для измерения средневязкостной молекулярной массы и определения размеров и конформации макромолекул в растворе. Методы диффузии и седиментации для исследования растворов полимеров.
Тема 10. Полиэлектролиты
Химическое строение и классификация. Осмотичское давление в растворах полиэлектролитов. Мембранное равновесие Доннана. Электрохимические свойства гибкоцепных полиэлектролитов. Кислотно-основное равновесие, конформации и конформационные переходы в заряженных цепях.
Полиамфолиты, их изоэлектрическое и изоионное состояние. Гидрофобные взаимодействия в водных растворах синтетических и природных полиэлектролитов.

Раздел 3. Синтез и химия полимеров
Тема 11. Синтез полимеров
Радикальная полимеризация. Эмульсионная полимеризация каучуков и латексов. Катионная полимеризация. Элементарные реакции, кинетика. Анионная полимеризация. Ионно-координационная полимеризация. Полимеризация на катализаторах Циглера-Натта. Анионно-координационная полимеризация диенов. Синтез гетероцепных полимеров ионной полимеризацией. Ступенчатая полимеризация. Равновесная и неравновесная поликонденсация. Полиамиды, полиэфиры, поликарбонаты. Полиуретаны, полисилоксаны. Жесткоцепные ароматические полимеры. Синтетические каучуки общего и специального назначения.
Цепная сополимеризация. Количественная теория сополимеризации. Радикальная, катионная, анионная сополимеризация. Сополимеризация на катализаторах Циглера- Натта.
Тема 12. Химия полимеров
Характерные особенности макромолекул как реагентов: влияние соседних звеньев, макромолекулярные и надмолекулярные эффекты, кооперативные взаимодействия. Сшивание полимеров: высыхание красок, вулканизация каучуков, отверждение эпоксидных смол. Термическая, термоокислительная деструкция полимеров, горение. Фотодеструкция. Фотоокисление. Полимераналогичные превращения.
Тема 13. Современные физико-химические методы анализа полимеров
Спектроскопические методы. Абсорбционная спектроскопия в УФ и видимой области. Инфракрасная спектроскопия. Хроматография. Дифференциальный термический анализ каучуков и биополимеров.

СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

№ темы Содержание практического занятия Объем, час
Раздел 2. Свойства полимеров
2.1 Механические свойства полимеров 6
Раздел 3. Синтез и химия полимеров
2.1 Синтез полимеров 6
2.2 Химия полимеров 6
2.3 Современные физико-химические методы анализа полимеров 6
Всего 24