2762
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет им Г.Ф. Морозова»
ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ МАТЕРИАЛОВ В БИОТЕХНОЛОГИИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки
19.03.01 – Биотехнология
Профиль – Промышленная экология
ВОРОНЕЖ 2017
2
УДК 667.6
Новикова Л.А. Лакокрасочные покрытия для защиты материалов в биотехнологии [Электронный ресурс] : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 19.03.01 – Биотехнология, профиль – Промышленная экология / Л. А. Новикова, А.И. Дмитренков, Л.И. Бельчинская ; Министерство образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2017. – 15 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТУ» (протокол № от )
Рецензент |
канд. хим. наук, доцент кафедры высокомолекулярных |
|
соединений и коллоидов ФГБОУ ВО «ВГУ» Ю. С. Перегудов |
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
3
1.1.Целью изучения дисциплины является формирование у студентов представлений о назначении, способах получения и свойствах лакокрасочных материалов и покрытий, используемых для защиты металлических и неметаллических материалов от коррозии и разрушения при реализации биотехнологических процессов.
1.2.Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
–изучение состава, классификации и физико-химических свойств лакокрасочных материалов и их компонентов;
–ознакомление с теорией формирования покрытий и поверхностных явлений;
–изучение методов подготовки поверхностей металлических и неметаллических и способов нанесения ЛКМ;
–знакомство с механизмом разрушения лакокрасочных покрытий при эксплуатации, и методами испытаний покрытий.
1.3. Дисциплина «Лакокрасочные покрытия для защиты материалов в биотехнологии» относится к вариативной части основной профессиональной образовательной программы, дисциплина по выбору с индексом Б1.В.ДВ.9 по учебному плану.
2. Требования к результатам освоения дисциплины
2.1.Для эффективного освоения дисциплины «Лакокрасочные материалы для защиты древесины от разрушения» у обучающегося должны быть сформированы следующие предварительные компетенции или их части:
- способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности (ОПК-2).
2.2.Студент по результатам освоения дисциплины «Лакокрасочные материалы для защиты древесины от разрушения» должен обладать следующими общекультурными компетенциями:
- способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7); Студент по результатам освоения дисциплины должен обладать
следующими общепрофессиональными компетенциями:
- способность осуществлять поиск, хранение, обработку и анализ информации из различных источников и баз данных, представлять ее в требуемом формате с использованием информационных, компьютерных и сетевых технологий (ОПК-1);
- способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОПК-2).
4
2.3.В результате освоения дисциплины студент должен:
знать: состав, свойства и основные способы получения лакокрасочных материалов покрытий; классификацию и индексацию покрытий и материалов; теоретические основы пленкообразования; методы получения неметаллических и металлических защитных покрытий; типы и механизмы разрушений лакокрасочных покрытий при эксплуатации; методы проведения испытаний покрытий;
-уметь: определять состав и назначение лакокрасочных материалов по индексу согласно ГОСТ 9.072-34; составлять уравнения электродных процессов и рассчитывать толщину гальванического покрытия; определять тип и скорость разрушения материалов различного вида; прогнозировать использование защитных покрытий;
-владеть: навыками определения физико-химических характеристик лакокрасочных материалов, подготовки поверхностей металлических и неметаллических материалов перед нанесением покрытия; основами технологии окрашивания различных материалов; приемами защиты материалов от коррозии и разрушения.
3.Объем дисциплины и виды учебной работы
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
|
Трудоемкость |
Семестр |
||
Виды учебной работы |
всего |
в зачетных |
VIII |
|
|
часов |
единицах |
||
|
|
|||
Общая трудоемкость дисциплины |
144 |
4,0 |
144 |
|
Аудиторные занятия |
72 |
2,0 |
72 |
|
Лекции (Л) |
36 |
1,0 |
36 |
|
Практические занятия (ПЗ) |
- |
- |
- |
|
Лабораторные работы (ЛР) |
36 |
1,0 |
36 |
|
Семинары (С) |
- |
- |
- |
|
Занятия, проводимые в интерактивной |
18 |
0,5 |
18 |
|
форме |
||||
|
|
|
||
Самостоятельная работа (Сам) |
36 |
1,0 |
36 |
|
Контроль самостоятельной работы (КСР) |
36 |
1,0 |
36 |
|
Курсовой проект (работа) |
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
РГР (ГАР, РАР) |
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
Реферат |
- |
- |
- |
|
Виды итогового контроля (зачет, экзамен) |
* |
* |
экзамен |
|
5
4. Содержание дисциплины
4.1 Разделы дисциплины и виды занятий
Таблица 2
№ |
Разделы дисциплины |
|
Лекции |
|
ЛР |
Сам |
||
п/п |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
4 |
5 |
|
1 |
Лакокрасочные материалы и покрытия металлических изделий |
|
|
|
||||
1.1 |
Лакокрасочные материалы и покрытия. Основные |
2 |
2 |
2 |
||||
|
компоненты ЛКМ |
|
|
|
|
|
|
|
1.2 |
Классификация и индексация ЛКМ и ЛКП |
|
2 |
2 |
2 |
|||
1.3 |
Физико-химические |
основы |
пленкообразования |
и |
2 |
2 |
2 |
|
|
формирования лакокрасочных покрытий |
|
|
|
|
|
||
1.4 |
Технология ЛКП металлических изделий. Подготовка |
2 |
2 |
2 |
||||
|
поверхности |
|
|
|
|
|
|
|
1.5 |
Нанесение и отверждение ЛКМ на поверхность металлов |
|
2 |
2 |
2 |
|||
1.6 |
Преобразователи ржавчины и грунтовки металлических |
2 |
2 |
2 |
||||
|
изделий |
|
|
|
|
|
|
|
1.7 |
Порошковые лакокрасочные материалы |
|
2 |
2 |
2 |
|||
2 |
Лакокрасочные покрытия древесины и неметаллических изделий |
|
|
|
||||
2.1 |
Разрушение древесины и способы ее защиты. |
|
2 |
2 |
2 |
|||
2.2 |
Лакокрасочные покрытия древесины |
|
|
2 |
2 |
2 |
||
2.3. |
Антисептики и консерванты древесины |
|
2 |
2 |
2 |
|||
2.4. |
Огнестойкие покрытия |
|
|
|
2 |
2 |
2 |
|
2.5 |
Прозрачные покрытия древесины. Лаки |
|
2 |
2 |
2 |
|||
2.6 |
Декоративные и имитационные покрытия |
|
2 |
2 |
2 |
|||
2.7 |
ЛКП пластиков, стекла |
|
|
|
2 |
2 |
2 |
|
2.8. |
Гальванические покрытия металлических и неметаллических |
2 |
2 |
2 |
||||
|
изделий |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Разрушение и испытания покрытий при эксплуатации. Экология лакокрасочного |
|||||||
|
производства |
|
|
|
|
|
|
|
3.1 |
Разрушение покрытий при эксплуатации |
|
2 |
|
2 |
2 |
||
3.2 |
Испытания покрытий при эксплуатации |
|
2 |
|
2 |
2 |
||
3.3 |
Защита окружающей среды при производстве лакокрасочных |
2 |
|
2 |
2 |
|||
|
материалов и покрытий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого часов |
|
36 |
|
36 |
36 |
|
|
|
Итого зачетных единиц |
|
1,0 |
|
1,0 |
1,0 |
|
4.2 Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
Понятие и классификация лакокрасочных покрытий. Состав лакокрасочных материалов и сырье для их производства. Понятие о полимерах и олигомерах: строение, классификация, способы получения. Индексация покрытий. Виды и характеристика лакокрасочных материалов: растворы, водные и органодисперсии, безрастворительные составы, порошки.
6
Формирование лакокрасочных покрытий. Процессы пленкообразования без химических превращений. Полимеризация и поликонденсация на поверхности субстрата. Взаимодействие лакокрасочных материалов с поверхностью: понятия адсорбции, адгезии, когезии.
Технология лакокрасочных покрытий. Подготовка поверхности перед покрытием. Способы нанесения лакокрасочных материалов на поверхность металлических и неметаллических изделий. Способы отверждения лакокрасочных покрытий.
Свойства лакокрасочных покрытий: деформационные, адгезионные, внутренние напряжения, проницаемость, оптические, электрические, теплофизические.
Раздел 2. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ ДРЕВЕСИНЫ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
Разрушение древесины и способы ее защиты. Лакокрасочные покрытия древесины. Антисептики и консерванты древесины. Огнестойкие покрытия. Прозрачные покрытия древесины. Лаки. Декоративные и имитационные покрытия. Лакокрасочные покрытия пластмасс, резины, стекла. Гальванические покрытия металлических и неметаллических изделий.
Раздел 3. РАЗРУШЕНИЕ И ИСПЫТАНИЯ ПОКРЫТИЙ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ЭКОЛОГИЯ ЛАКОКРАСОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Разрушение покрытий при воздействии температуры, света, ионизирующего излучения, химических и биологических агентов, атмосферное старение покрытий.
Механические испытания покрытий. Коррозионные испытания покрытий. Испытания в природных условиях. Ускоренные испытания. Безопасность материалов и покрытий.
Защита окружающей среды при производстве лакокрасочных материалов и покрытий
4.3. Перечень занятий, проводимых в интерактивной форме
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
№ |
|
Тема занятия |
|
|
Форма проведения |
п/п |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
1 |
Лакокрасочные материалы и покрытия. Основные |
Лекция-визуализация |
|||
|
компоненты ЛКМ |
|
|
|
|
2 |
Полимерные пленкообразователи ЛКМ: виды, строение, |
Обсуждение в группе |
|||
|
способы получения. |
|
|
|
|
3 |
Лакокрасочные покрытия. Пленкообразование. Способы |
Коллоквиум |
|||
|
нанесения покрытий. |
|
|
|
|
4 |
Разрушение древесины и способы ее защиты. |
|
Проблемная лекция |
||
5 |
Виды и факторы разрушений древесины |
|
Обсуждение в группе |
||
6 |
Гальванические |
покрытия |
металлических |
и |
Лекция-презентация |
|
неметаллических изделий |
|
|
|
|
7 |
Лакокрасочные покрытия неметаллических изделий |
|
Коллоквиум |
||
8 |
Методы испытаний покрытий. Современные ЛКМ и |
Лекция «пресс- |
|||
|
клеевые материалы. |
|
|
|
конференция» |
7
5. Лабораторный практикум, практические или семинарские занятия
5.1. Лабораторный практикум
Таблица 4
№ |
Раздел |
|
|
дисциплин |
Тема лабораторных занятий |
||
п/п |
|||
|
ы |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
1 |
Раздел 1 |
Семинар 1: «Полимерные пленкообразователи ЛКМ: виды, |
|
|
|
строение, способы получения». |
|
2 |
Раздел 1 |
Лабораторная работа №1. Определение растворимости |
|
|
|
полимерных связующих лакокрасочных материалов. |
|
3 |
Раздел 1 |
Лабораторная работа № 2. Определение вязкости полимерных |
|
|
|
связующих лакокрасочных материалов. |
|
4 |
Раздел 1 |
Лабораторная работа № 3. Физико-химические свойства |
|
|
|
пигментов и наполнителей ЛКМ. |
|
5 |
Раздел 1 |
Лабораторная работа № 4. Подготовка поверхности |
|
|
|
металлических изделий и определение степени смачивания |
|
6 |
Раздел 1 |
Лабораторная работа № 5. Определение укрывистости |
|
|
|
лакокрасочных материалов. |
|
7 |
Раздел 1 |
Текущий контроль № 1, коллоквиум по теме «Лакокрасочные |
|
|
|
покрытия. Пленкообразование. Способы нанесения покрытий». |
|
8 |
Раздел 2 |
Семинар 2 по теме «Виды и факторы разрушений древесины» |
|
9 |
Раздел 2 |
Лабораторная работа № 6. Антисептики древесных материалов |
|
10 |
Раздел 2 |
Лабораторная работа № 7. Прозрачные покрытия древесины |
|
11 |
Раздел 2 |
Лабораторная работа № 8. Пропиточные составы и олифы |
|
12 |
Раздел 2 |
Лабораторная работа № 9. Получение и расчет толщины |
|
|
|
гальванического покрытия. |
|
13 |
Раздел 2 |
Лабораторная работа № 10. Контроль степени очистки |
|
|
|
поверхности неметаллических изделий перед окрашиванием |
|
|
|
органическими и водными моющими составами |
|
14 |
Раздел 2 |
Текущий контроль № 2, коллоквиум по теме «Лакокрасочные |
|
|
|
покрытия неметаллических изделий» |
|
15 |
Раздел 3 |
Лабораторная работа № 11. Определение степени термического и |
|
|
|
фотохимического разрушения лакокрасочных покрытий |
|
|
|
(старение полимеров) |
|
16 |
Раздел 3 |
Семинар 3 по теме «Современные лакокрасочные материалы» |
|
17 |
Раздел 3 |
Лабораторная работа № 12. «Методы механических и |
|
|
|
химических испытаний покрытий» |
|
18 |
Раздел 3 |
Лабораторная работа № 13. «Определение предельно допустимой |
|
|
|
концентрации ацетона (формальдегида) в воздухе рабочей зоны |
|
|
|
лакокрасочного цеха» |
8
6. ВОПРОСЫ К ТЕКУЩЕМУ КОНТРОЛЮ Текущий контроль (коллоквиум) № 1 на 7 неделе
Вопросы по теме «Лакокрасочные покрытия. Пленкообразование. Способы нанесения покрытий»
1.Понятие и классификация лакокрасочных материалов и покрытий. Состав лакокрасочных материалов и сырье для их производства.
2.Полимеры и олигомеры для производства ЛКМ: классификация, строение, методы получения.
3.Классификация дисперсных систем. Истинные растворы. Понятие о коллоидных растворах.
4.Индексация покрытий. Виды и характеристика лакокрасочных материалов: растворы, водные и органодисперсии, безрастворительные составы, порошки.
5.Формирование лакокрасочных покрытий. Процессы пленкообразования без химических превращений. Полимеризация и поликонденсация на поверхности субстрата.
6.Взаимодействие лакокрасочных материалов с поверхностью: понятия адсорбции, адгезии, когезии.
7.Технология лакокрасочных покрытий. Подготовка поверхности перед покрытием.
8.Способы нанесения лакокрасочных материалов на поверхность металлических и неметаллических изделий.
9.Способы отверждения лакокрасочных покрытий.
10.Свойства лакокрасочных покрытий: деформационные, адгезионные, внутренние напряжения, проницаемость, оптические, электрические, теплофизические.
Текущий контроль (коллоквиум) № 2 на 14 неделе
Вопросы по теме «Лакокрасочные покрытия древесины и неметаллических изделий»
1.Разрушение древесины и способы ее защиты.
2.Лакокрасочные покрытия древесины.
3.Антисептики и консерванты древесины.
4.Огнестойкие покрытия.
5.Прозрачные покрытия древесины. Лаки.
6.Декоративные и имитационные покрытия.
7.Лакокрасочные покрытия пластмасс, резины, стекла.
8.Гальванические покрытия металлических и неметаллических изделий.
9
7.ПРИМЕРНЫЕ ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ К ТЕКУЩЕМУ КОНТРОЛЮ
Текущий контроль № 1
Текущий контроль № 2
10
8. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО КУРСУ
«Лакокрасочные покрытия для защиты материалов в биотехнологии»
Направление 19.03.01 – Биотехнология, профиль – Промышленная экология
1.Понятие и классификация лакокрасочных материалов и покрытий. Состав лакокрасочных материалов и сырье для их производства.
2.Полимеры и олигомеры для производства ЛКМ: классификация, строение, методы получения.
3.Классификация дисперсных систем. Истинные растворы. Понятие о коллоидных растворах.
4.Индексация покрытий. Виды и характеристика лакокрасочных материалов: растворы, водные и органодисперсии, безрастворительные составы, порошки.
5.Формирование лакокрасочных покрытий. Процессы пленкообразования без химических превращений. Полимеризация и поликонденсация на поверхности субстрата.
6.Взаимодействие лакокрасочных материалов с поверхностью: понятия адсорбции, адгезии, когезии.
7.Технология лакокрасочных покрытий. Подготовка поверхности перед покрытием.
8.Способы нанесения лакокрасочных материалов на поверхность металлических и неметаллических изделий.
9.Способы отверждения лакокрасочных покрытий.
10.Свойства лакокрасочных покрытий: деформационные, адгезионные, внутренние напряжения, проницаемость, оптические, электрические, теплофизические.
11.Разрушение древесины и способы ее защиты.
12.Лакокрасочные покрытия древесины.
13.Антисептики и консерванты древесины.
14.Огнестойкие покрытия.
15.Прозрачные покрытия древесины. Лаки.
16.Декоративные и имитационные покрытия.
17.Лакокрасочные покрытия пластмасс, резины, стекла.
18.Гальванические покрытия металлических и неметаллических изделий.
19.Старение и долговечность полимерных, лакокрасочных материалов.
20.Коррозивность окружающей среды. Коррозия в различных средах: атмосферная, подземная, морская, биохимическая.
21.Химическая коррозия: газовая коррозия, химическая коррозия в неэлектролитах. Способы защиты металлов от коррозии. Металлические и неметаллические покрытия.
22.Разрушение покрытий при воздействии температуры, света, ионизирующего излучения, химических и биологических агентов, атмосферное старение покрытий.
23.Механические испытания покрытий. Коррозионные испытания покрытий. Испытания в природных условиях. Ускоренные испытания. Безопасность материалов и покрытий.
24.Защита воздушной и водной среды в условиях лакокрасочного и гальванического производства.
25.Утилизация отходов лакокрасочного и гальванического производства.