МГУ. Лекция № 1 по ВМС. Введение в химию высокомолекулярных соединений

Для желающих почувствовать себя студентами МГУ к просмотру предлагается лекция "Введение в химию высокомолекулярных соединений" профессора кафедры высокомолекулярных соединений МГУ, д.х.н. Аржакова Максима Сергеевича.

Программа коллоквиума № 1 по ВМС

         Основные понятия и определения: полимер, олигомер, составное структурное звено, степень полимеризации. Важнейшие свойства полимерных веществ, обусловленные большими размерами, цепным строением и гибкостью макромолекул. Роль полимеров  в живой природе и их значение как промышленных материалов (пластмассы, каучуки, волокна и пленки, покрытия, клеи). Место науки о полимерах как самостоятельной фундаментальной области знания среди других фундаментальных химических дисциплин.

Классификация полимеров в зависимости от происхождения, химического состава и строения основной цепи. Природные, искусственные и синтетические полимеры. Органические, неорганические и элементоорганические полимеры. Линейные, разветвленные, лестничные и сшитые полимеры. Гомополимеры, сополимеры, блок-сополимеры, привитые сополимеры. Гомоцепные и гетероцепные полимеры.

Полидисперсность полимеров. Виды распределений: молекулярно-числовое и молекулярно-массовое, интегральная и дифференциальная кривые, уни- и мультимодальные. Усредненные молекулярные массы (среднечисловая, средневесовая, средневязкостная, z-средняя), экспериментальные методы их определения. Методы оценки полидисперсности полимеров.

Конфигурация макромолекулы и конфигурационная изомерия. Конфигурационные изомеры в макромолекулах полимеров монозамещенных этиленов и диенов. Стереоизомерия и стереорегулярные макромолекулы. Изотактические и синдиотактические полимеры.

Конформационная изомерия и конформация макромолекулы. Внутримолекулярное вращение и гибкость макромолекулы. Свободно-сочлененная цепь как идеализированная модель гибкой макромолекулы. Среднее расстояние между концами цепи и радиус инерции макромолекулы как характеристики чувствительные к конформационному состоянию цепи. Функция распределения расстояний между концами свободно-сочлененной цепи. 
    Термодинамическая и кинетическая гибкости. Понятие о статистическом сегменте. Количественные характеристики гибкости (параметр жесткости, длина термодинамического, кинетического и механического сегментов, параметр гибкости Флори). Связь гибкости макромолекул с их химическим строением. Факторы, влияющие на гибкость реальных цепей. Пластификация полимеров.

Надмолекулярная организация аморфных полимеров.

Надмолекулярная структура кристаллических полимеров. Степень кристалличности. Виды кристаллических структур: кристаллиты, монокристаллы, фибриллы, сферолиты.

Фазовые состояния полимеров: аморфное (жидкое) и кристаллическое. Физические состояния аморфных полимеров: стеклообразное, высокоэластическое, вязкотекучее. Температура стеклования и текучести. Термомеханические кривые аморфных полимеров. Зависимость формы термомеханической кривой от молекулярной массы полимера. Термомеханические кривые кристаллических и кристаллизующихся аморфных полимеров.

Образец проверочной работы № 1

 1. Напишите структурные формулы следующих мономеров:

   а) изопрен; б) винилиденхлорид; в) адипиновая кислота; г) метилакрилат; д) этиленгликоль.

2. Напишите структурные формулы следующих полимеров:

     а) полистирол; б) поливинилацетат; в) полиизобутилен; г) полиметилметакрилат; 
     д) политетрафторэтилен.

Желаю всем только отличных результатов! 

Регламент балльно-рейтинговой системы по ВМС

1. Максимальная оценка по дисциплине ­– 100 баллов. За семестр студент может получить до 60 баллов, экзамен оценивается в 40 баллов.
2. Баллы в семестре начисляются в полном объеме только при условии вовремя пройденной аттестации, в другом случае максимально возможное количество баллов уменьшается на 20% (для коллоквиумов и контрольных работ).
3. В течение семестра по основным темам дисциплины в начале практических занятий проводится 10 пятнадцатиминутных проверочных работ, каждая из которых оценивается в 1 балл. Максимальное количество баллов, которое можно получить за данную текущую форму контроля, равно 10.
4. Выполнение домашних заданий контролируется постоянно, но 5 раз в течение семестра оценка (максимально 1 балл за работу) засчитывается в рейтинг. Время проверки выбирается на усмотрение преподавателя. Студенты о предстоящей проверке не предупреждаются.
5. В течение семестра проводятся 4 коллоквиума и 3 контрольных работы, оцениваемые по 5 баллов. Максимальное количество баллов за данные формы контроля равно 35.
6. В конце семестра студенты сдают зачет в форме тестирования. В тесте 20 вопросов, за каждый правильный ответ по 0,5 балла, всего на зачетном тестировании можно получить 10 баллов.
7. Активная работа на практическом занятии, посещение всех лекций поощряются 1 дополнительным баллом. Пропуски лабораторных занятий без уважительных причин наказываются (минус 1 балл за каждый пропуск).
8. Для зачета необходимо выполнить и сдать все лабораторные работы, а также иметь не менее 30 баллов в сумме: зачетное тестирование и баллы, полученные в семестре. Набравшим в семестре 55 и более баллов автоматически выставляется оценка «отлично».
9. Экзамен проводится в форме устного собеседования. В экзаменационном билете 3 теоретических вопроса и задача. За каждую позицию в экзаменационном билете можно получить 10 баллов.
10. Экзаменационная оценка является суммой итоговой аттестации за семестр и баллов, полученных на экзамене. При этом академическая оценка «удовлетворительно» выставляется за 55 включительно – 70 баллов, «хорошо» – за 70 включительно – 85 баллов, «отлично» – за 85 включительно – 100 баллов.

Список рекомендуемой литературы по дисциплине "Высокомолекулярные соединения"

1. Семчиков Ю. Д. Высокомолекулярные соединения, М.: «Академия», 2005.
2. Кулезнев, В. Н. Химия и физика полимеров : учебное пособие / В. Н. Кулезнев, В. А. Шершнев. — 3-е изд., испр. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/211685
3. Кленин, В. И. Высокомолекулярные соединения : учебник / В. И. Кленин, И. В. Федусенко. — 2-е изд., испр. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/211184
4. Тагер А.А. «Физико-химия полимеров», М.: «Химия», 1978.
5. Шур А. М. Высокомолекулярные соединения, М.: «Высш. шк.», 1981.
6. Практикум по высокомолекулярным соединениям. Учеб. пособие / Под ред. Кабанова В. А. М.: «Химия», 1987.
7. Высокомолекулярные соединения. Практикум (часть 1), сост. Глиздинская Л.В., Омск: изд-во ОмГУ им. Ф.М. Достоевского, 2012.
8. Высокомолекулярные соединения. Практикум (часть 2), сост. Глиздинская Л.В., Омск: изд-во ОмГУ им. Ф.М. Достоевского, 2014.
9. Энциклопедия полимеров: в 3 т. М.: БСЭ, 1972-1977.
10. Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров: в 2-х частях. М.: "Мир", 1983.