Материал: 257777

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова»

Кафедра технологии древесных и целлюлозных композиционных материалов

ФИЗИКА И ХИМИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ

Методические указания, рабочая программа и контрольные задания

для студентов направления подготовки 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» заочной формы обучения

Санкт-Петербург

2022

Рассмотрено и рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией Ученого совета Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С. М. Кирова

С о с та ви т е л ь доктор технических наук, профессор А. А. Леонович

Р е ц е н з е н т

кафедра технологии древесных и целлюлозных композиционных материалов СПбГЛТУ

Физика и химия синтетических полимеров: методические указания, рабочая программа и контрольные задания для студентов направления подготовки 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» заочной формы обучения / сост. А. А. Леонович. – Санкт-Петербург: СПбГЛТУ, 2022. –

16 с.

В методических указаниях по дисциплине «Физика и химия синтетических полимеров» представлены рабочая программа курса, контрольные задания для студентов заочной формы обучения, вопросы для промежуточной аттестации. Приведены краткие сведения о физике полимеров, их строении, гибкости макромолекул, физических и фазовых состояниях. Аннотационно рассмотрены вопросы синтеза полимеров, их химических превращений. Даны общие указания по выполнению контрольных работ, приведен список рекомендуемой для изучения дисциплины литературы.

Методические указания предназначены для студентов направления подготовки 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» заочной формы обучения.

Темплан 2022 г. Изд. № 123.

2

Т е м а 3 . Классификация полимеров

Классификация полимеров по механизму образования, по химическому составу, по направлениям использования. Пространственная структура макромолекул полимеров. Регулярность и нерегулярность полимеров.

Т е м а 4 . Получение синтетических полимеров

Аддиционная полимеризация (полимеризация). Распространенные полимеры, получаемые по реакции полимеризации. Конденсационная полимеризация (поликонденсация). Распространенные полимеры, получаемые по реакции поликонденсации. Химическое модифицирование как метод получения полимеров с заданными свойствами.

Т е м а 5 . Физическая структура полимеров

Форма макромолекул. Гибкость макромолекул линейных полимеров, внутреннее вращение, конформация и конфигурация, кинетический сегмент. Межмолекулярное взаимодействие. Надмолекулярная структура. Особенности агрегатных и фазовых состояний полимеров.

Те м а 6 . Физические (релаксационные) состояния полимеров

Кристаллическое и аморфное состояния, стеклообразное, высокоэла-

стичное и вязкотекучее состояния. Реология полимеров. Использование физических состояний полимеров при их переработке и применении.

Т е м а 7 . Химические превращения полимеров

Реакции функциональных групп, дробное поведение, степень химического превращения. Макромолекулярные реакции, реакции деструкции, сшивания цепей, концевых групп. Растворы полимеров. Основные приемы переработки полимеров в материалы и изделия.

Общие указания

Основной формой работы студентов заочной формы обучения является самостоятельная работа с технической литературой.

Для закрепления знаний следует составить конспект, в котором необходимо кратко изложить содержание тем, руководствуясь программой дисциплины. На лекциях во время сессии рассматриваются лишь наиболее важные и сложные разделы дисциплины, а также вопросы, недостаточно освещенные в доступной литературе. Краткое содержание основных во-

4

просов, приведенное в указаниях, сделано с целью помочь студенту сориентироваться в учебной литературе для освоения материала на заданном уровне, для структурирования информации.

В процессе проработки материала студент должен самостоятельно выполнить по указанию преподавателя одну контрольную работу из десяти предлагаемых методическими указаниями и сдать на проверку до сессии. В каждой контрольной работе два вопроса. Номер контрольной работы определяется по последней цифре зачѐтной книжки.

При написании ответов следует обратить внимание на существо явления, на строение макромолекул, на полимерное состояние вещества, надмолекулярную структуру и на изменение состояния полимеров в широком температурном диапазоне.

Во время сессии предусматриваются выполнение лабораторного практикума и сдача зачѐта по теоретической части. Методические указания к лабораторным работам приводятся отдельно.

Основные сведения о физике и химии синтетических полимеров

Полимеры образуются в природе или их направленно получают из мономеров. В общем случае мономеры – это низкомолекулярные вещества, молекулы которых представляют собой ненасыщенные или неустойчивые активные циклические химические соединения, способные вступать в реакцию друг с другом или с подобными молекулами других веществ с образованием более крупных соединений олигомеров или полимеров. Для радикальной полимеризации используют ненасыщенные мономеры винильного и диенового рядов. В промышленном синтезе наиболее широко используют соединения типа CH2=CHX, где Х – Н, Cl, CN, C6H5, COOH. Они полимеризуются с раскрытием связи C=C. Мономеры могут иметь более сложное строение.

Для поликонденсации используют биили полифункциональные соединения, содержащие функциональные группы –NH2, –OH, –COOH и др. Бифункциональные мономеры предопределяют получение линейных полимеров, если функциональность более – разветвлѐнных или сетчатых. Мономеры с одинаковыми функциональными группами (диамины или дикарбоновые кислоты) не способны взаимодействовать между собой, поэтому используют определенные пары мономеров с тем, чтобы в реакции

5