УДК 541.6

А в т о р :

Л.М. Слепнева

Р е ц е н з е н т ы :

Е.И. Плюгачева, доцент кафедры химии Белорусского государственного педагогического университета им. М. Танка, кандидат химических наук; Л.Г. Петрушенко, доцент кафедры общей химии Белорусского Государственного Медицинского Университета, кандидат химических наук

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов направления специальности 1-36 20 02-01 «Упаковочное производство (проектирование и дизайн упаковки)» заочной формы обучения факультета технологий управления и гуманитаризации, обучающихся по программе «Физикохимия полимеров».

Пособие может быть использовано студентами для более глубокого изучения химии полимеров в учебном курсе органической химии, а также всеми, кто интересуется химией и физикой полимеров.

Белорусский национальный технический университет пр-т Независимости, 65, г. Минск, Республика Беларусь Тел.(017) 293-91-97 факс (017) 292-91-37

Регистрационный № БНТУ/МТФ86 – 1.2010

© БНТУ, 2010 © Слепнева Л.М., 2010

2

3

В В Е Д Е Н И Е

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов заочного отделения факультета технологий управления и гуманитаризации БНТУ, обучающихся по учебному плану с программой курса «Физикохимия полимеров». Пособие включает 14 тем в последовательности постепенного усложнения, начиная от основных понятий и определений органической химии и оканчивая применением полимерных материалов в упаковочном производстве. Содержание учебно-методического пособия соответствует типовой учебной программе для высших учебных заведений по наплавлению специальности 1-36 20 02-01 «Упаковочное производство (проектирование и дизайн упаковки)».

В процессе подготовки к занятию, зачету или экзамену необходимо внимательно прочитать теоретическую часть темы и выполнить контрольные задания. Студенты заочного отделения выполняют письменную контрольную работу, вариант которой определяется по следующей схеме. Если две последние цифры вашего студенческого билета представляют собой число меньшее или равное 30, то это число и будет номером вашего варианта. Если две последние цифры студенческого билета больше тридцати то, чтобы определить вариант контрольного задания необходимо от двух последних цифр номера студенческого билета отнимать число 30, пока не получится число меньшее или равное тридцати. Это и будет вариант контрольного задания. Например: две последние цифры вашего студенческого билета 33. Тогда 33 – 30 = 3. Номер вашего варианта 3. Далее по таблице 2 смотрите номера задач, относящиеся к вашему варианту. В таблице 2 Приложения представлено 30 вариантов контрольных работ.

Контрольные задания выполняются в отдельной тетради. Условие задачи переписывается полностью, решение следует привести сразу после записи условия. В тетради необходимо оставлять поля для поправок и замечаний рецензента. Химические формулы органических соединений необходимо писать в структурном виде, если не оговорено специально.

Следует давать исчерпывающие ответы на тестовые вопросы, т.е. необходимо проанализировать каждый из четырех предложенных вариантов ответов, выбрать правильные варианты ответов, объяснить, почему они правильные, и также по возможности объяснить, почему вы отвергаете другие варианты ответов, как неправильные. В тестовых заданиях возможно от одного до четырех правильных ответов.

4

На итоговом зачете или экзамене по курсу студент должен показать прочные знания по следующим вопросам:

1.Формулы органических соединений: полные и сокращенные структурные формулы, пространственные формулы, скелетное написание формул, молекулярные формулы.

2.Классификация органических соединений в зависимости от структуры углеродного скелета.

3.Понятие о номенклатуре органических соединений (IUPAC1, тривиальная, рациональная).

4.Высокомолекулярные органические соединения (ВМС), строение их молекул и формулы. Основные понятия и определения: полимер, мономер, структурное звено, степень полимеризации.

5.Структуры Льюиса. Кислоты и основания Льюиса. Кислоты Льюиса – катализаторы реакций полимеризации.

6.Типы химической связи в органических соединениях: ковалентная и ионная. Донорно-акцепторные связи. Полярность связи. Дипольные моменты молекул. Полярные и неполярные растворители.

7. Межмолекулярные взаимодействия: диполь-дипольные, индукционные и дисперсионные. Водородные связи.

8.Понятие о функциональной группе.

9.Классификация и номенклатура углеводородов. Углеводородные радикалы.

10.Галогенпроизводные углеводородов.

11.Органические соединения с кислородсодержащими функциональными группами: спирты, фенолы, простые эфиры, пероксиды, эпоксисоединения.

12.Органические соединения с кислородсодержащими функциональными группами: альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, сложные эфиры.

13.Органические соединения с азотсодержащими и серосодержащими функциональными группами.

14.Углеводы, их классификация. Полисахарид – целлюлоза.

15.Нефть и ее переработка. Пиролиз, крекинг, риформинг. Получение непредельных мономеров путем крекинга. Полимерные материала, получаемые из продуктов нефтепереработки.

1IUPAC – International Union of Pure and Applied Chemistry

5

16.Использование продуктов переработки нефти. Бензин, октановое число бензина.

17.Продукты коксохимического производства. Их применение.

18.Классификация высокомолекулярных соединений (по происхождению, по форме макромолекул, по отношению к нагреванию, по деформационно-прочностным свойствам и назначению).

19.Молекулярно-массовое распределение.

20.Среднечисловая и среднемассовая молекулярная масса полимеров. Степень полидисперсности.

21.Среднечисловая и среднемассовая степень полимеризации. 22.Изомерия. Понятие изомерии в применении к полимерным молекулам. 23.Структурная изомерия высокомолекулярных соединений.

Гомополимеры структурно регулярные и нерегулярные. 24.Геометрическая (цис-транс-) изомерия. Геометрическая изомерия в

каучуках. Каучук натуральный и синтетический. Связь деформационных свойств каучука с цис-транс-конфигурацией его двойных связей.

25.Оптическая изомерия. Стереорегулярные (изотактические, синдиотактические) и стереонерегулярные (атактические) полимеры.

26.Конфигурация и конформация макромолекулы. Понятие сегмента полимерной цепи.

27.Агрегатное и фазовое состояния вещества. Физическое состояние полимеров. Аморфное и кристаллическое состояние полимеров.

28.Зависимость физического состояния полимеров от температуры: термомеханическая кривая аморфных полимеров. Температуры стеклования, текучести и плавления. Регулярность макромолекулярной структуры полимеров и их кристаллизация.

29.Факторы, влияющие на температуру стеклования полимеров; температура термической деформации. Пластификаторы.

30.Функциональность мономеров. Связь строения макромолекулы полимера с функциональностью молекулы мономера.

31.Понятие о механизме реакции. Цепная полимеризация: свободнорадикальная, ионная и координационная полимеризация. Промежуточные органические частицы реакций полимеризации: органический радикал, органический катион, органический анион. Способы и условия образования органических радикалов и ионов, гомолитический и гетеролитический разрыв связи.

6

32.Ступенчатая полимеризация: поликонденсация и полиприсоединение. Наиболее важные типы реакций поликонденсации.

33.Типы полимерных материалов, применяющиеся в упаковочном производстве: полиэтилен высокой и низкой плотности, полипропилен, поливинилхлорид (ПВХ), полистирол и др.

34.Растворение полимеров. Набухание полимера.

35.Свободный и связанный растворитель. Связь растворимости полимера с его строением.

36.Деструкция полимеров и ее классификация по механизму действия. Физические и химические факторы деструкции полимеров.

37.Термоокислительная деструкция.

38.Стабилизация полимеров. Антиоксиданты. Фотостабилизаторы. 39.Пластики, каучуки и резины, волокна, жидкие смолы. 40.Технологические процессы переработки первичных полимеров:

прямое прессование, литье под давлением, экструзия, каландрирование и др.

7