СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения

2. Введение

3. Содержание программы-минимума (основная часть) кандидатского экзамена по специальности научных работников 05.17.06 «Технология и переработка полимеров и

композитов» по техническим наукам.

4. Вопросы экзаменационных билетов по программе кандидатского экзамена (основная

часть)

5. Литература

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Программа кандидатского экзамена по специальности научных работников 05.17.06 – «Технология и переработка полимеров и композитов» состоит из трёх разделов:

Физико-химические основы современных технологий получения полимеров;

Физико-химические основы процессов переработки полимеров и композитов;

Дополнительная программа кандидатского экзамена по конкретной области специализации аспиранта (соискателя) в рамках научной специальности.

Целью кандидатского экзамена является выявление уровня профессиональных знаний соискателя учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.17.06 «Технология и переработка полимеров и композитов» и уровня его подготовленности к самостоятельной научной работе.

На экзамене аспирант (соискатель) должен:

продемонстрировать достаточный уровень знаний по основам технологии получения синтетических полимеров и выделения природных полимеров; сопоставлению строения полимерных молекул с методом получения и свойствами полимеров; созданию материалов на основе полимеров;

знать принципы создания полимерных композитов; основные процессы получения и переработки полимеров и полимерных материалов;

показать навыки аналитической оценки значимости основных компонентов полимерных композиций и их роли в формировании свойств материалов.

показать углублённые профессиональные знания в избранной области предметной специализации.

Порядок проведения кандидатского экзамена.

Для проведения кандидатского экзамена формируется комиссия по приёму экзамена под председательством ректора (проректора) СПбГУКиТ. Заместителем председателя комиссии назначается заведующий кафедрой технологии полимеров и композитов, за которой закреплена подготовка аспирантов по научной специальности 05.17.06 «Технология и переработка полимеров и композитов». В члены комиссии назначаются высококвалифицированные научнопедагогические сотрудники университета – специалисты по профилю научной дисциплины.

Комиссия правомочна принимать кандидатский экзамен, если в её заседании участвуют не менее двух специалистов по профилю научной дисциплины, в том числе – один доктор наук.

При приёме экзамена могут присутствовать члены соответствующего диссертационного совета Д.210.021.01 при СПбГУКиТ, научные руководители аспирантов, директор института, декан.

Кандидатский экзамен проводится по экзаменационным билетам, составленным по содержанию предлагаемой программы кандидатского экзамена, с включением дополнительного вопроса по научной направленности выпускающей кафедры из дополнительной индивидуальной программы кандидатского экзамена аспиранта (соискателя), утверждённой проректором по научной работе СПбГУКиТ не позднее, чем за месяц до назначенной даты экзамена.

Экзаменационные билеты должны включать: один вопрос – из раздела «Физикохимические основы современных технологий получения полимеров», второй вопрос – из раздела «Физико-химические основы процессов переработки полимеров и композитов». Вопрос по научной направленности выпускающей кафедры выбирается председателем (заместителем председателя) экзаменационной комиссии из утверждённой дополнительной индивидуальной программы кандидатского экзамена аспиранта (соискателя) непосредственно во время экзамена и вносится в протокол третьим вопросом экзаменационного билета.

Для подготовки ответа аспирант (соискатель) использует экзаменационные листы, которые сохраняются после проведения экзамена и хранятся в личном деле аспиранта в отделе аспирантуры и докторантуры.

На каждого аспиранта (соискателя) заполняется протокол проведения кандидатского экзамена, в который вносятся все вопросы билетов, а также вопросы членов комиссии, заданные экзаменуемому.

Протокол приёма кандидатского экзамена подписывается всеми членами комиссии и утверждается ректором университета.

Уровень знаний аспиранта (соискателя) оценивается на «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно» по следующим критериям:

полнота раскрытия содержания материала в объёме программы;

чёткость формулировок и определений;

самостоятельность ответа;

наличие навыков критического анализа теоретических положений и их применения на практике;

аргументированность выбора технологического решения.

О сдаче кандидатского экзамена выдаётся удостоверение установленной формы.

Программа разработана на основе рекомендаций типовой программы кандидатского экзамена по специальности 05.17.06 «Технология и переработка полимеров и композитов», разработанной экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по химии (по химической технологии) при участии Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова и Российского химикотехнологического университета им. Д.И. Менделеева.

2. ВВЕДЕНИЕ Целью подготовки по специальности научных работников 05.17.06 «Технология и переработка полимеров и композитов» является обеспечение различных сфер экономики (наука, образование, промышленность) научными и научно-педагогическими кадрами высшей квалификации технического профиля, а также высококвалифицированными специалистами-практиками, обладающими навыками самостоятельной научно-исследовательской и педагогической деятельности, владеющими современными знаниями в области науки и технологии получения и переработки полимеров и полимерных материалов (композитов).

Данная специальность охватывает научные, методологические и прикладные вопросы технологии получения и переработки полимеров, композитов и изделий на их основе, а также основы процессов, происходящих в материалах на стадии изготовления изделий, их последующей обработки и в процессе эксплуатации, экологические проблемы технологии синтеза полимеров и изготовления изделий из них. Её предметом являются полимеры различного происхождения, их анализ, разработка рецептуры и технологий (в том числе нетрадиционных), характеристика и прогнозирование свойств, исследования в направлении прогнозирования составспецифические свойства.

Основу настоящей программы составили ключевые положения следующих дисциплин:

«Физико-химические основы современных технологий получения полимеров», «Физикохимические основы процессов переработки полимеров и композитов», «Технологии получения и переработки полимеров и композитов».

3. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ-МИНИМУМА (ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ)

КАНДИДАТСКОГО ЭКЗАМЕНА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ НАУЧНЫХ

РАБОТНИКОВ 05.17.06 «ТЕХНОЛОГИЯ И ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИМЕРОВ

И КОМПОЗИТОВ» ПО ТЕХНИЧЕСКИМ НАУКАМ

3.1 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ

Основы технологии и синтеза полимеров, их молекулярная структура и макроскопические свойства Основные мономеры для синтеза полимеров. Современные представления о механизмах синтеза полимеров. Радикальная полимеризация. Ионная полимеризация. Сополимеризация. Стереоспецифическая полимеризация. Ступенчатая полимеризация и поликонденсация. Моделирование и математическое описание процессов синтеза полимеров. Молекулярная структура полимеров. Молекулярная масса цепей. Молекулярно-массовое распределение Высокоэластичность, пленко- и волокнообразование как характерные признаки полимерного состояния вещества. Физические, фазовые и агрегатные состояния полимеров. Стеклование и кристаллизация полимеров. Физические свойства полимеров в различных состояниях. Пути управления ими. Надмолекулярные структуры в аморфных и кристаллических полимерах. Физико-механические, электрические, теплофизические, оптические, фрикционные и другие свойства. Полимераналогичные, внутри- и межмолекулярные реакции. Действие света, излучений высоких энергий, теплоты на полимеры. Окисление полимеров и меры защиты. Механохимические превращения полимеров. Сетчатые полимеры. Стойкость полимеров к агрессивным средам.

Свойства полимеров и материалов на их основе. Методы их оценки Основные свойства полимеров, определяющие их переработку в изделия. Технологические свойства полимерных материалов. Реологические свойства. Взаимосвязь молекулярной структуры и технологических свойств полимерных материалов. Методы испытания полимерных материалов. Механические свойства полимерных материалов. Прочностные и деформационные свойства. Релаксационные свойства. Упруго-гистерезисные свойства.

Ползучесть и релаксация напряжения. Спектр времен релаксации и запаздывания. Долговечность и усталостная выносливость. Динамические свойства. Износостойкость. Зависимость свойств полимерных материалов от температуры. Взаимосвязь между структурой полимеров и их свойствами. Прогнозирование свойств изделий из полимеров на основе результатов испытаний полимеров.

Основные полимеры и полимерные материалы Классификация полимерных материалов по химическому строению полимерной цепи, по технологическим и эксплуатационным характеристикам. Полимеры для производства пластмасс, волокон, пленок, получаемые цепной полимеризацией. Полимеры для производства пластмасс, волокон, пленок, покрытий, получаемые по ступенчатым реакциям.

Жидкие олигомеры и получение полимерных материалов на их основе. Композиции двух и более полимеров. Принципы структурной модификации полимеров: ориентация, ориентационная выдержка, ориентационная кристаллизация. Возможные и достигаемые преобразования морфологии в процессах ориентации для аморфных и кристаллических полимеров принципы химической модификации полимеров: формирование сетчатых структур полимеров, межмакромолекулярные реакции полимеров, пластификация полимеров, пластификация полимеров на молекулярном уровне, структурная пластификация, пластификация смешением полимеров. Химически модифицированные полимеры.

3.2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРОВ И

КОМПОЗИТОВ

Ингредиенты полимерных композиций и их роль в формировании свойств полимерных материалов. Общие принципы создания полимерных композиционных материалов Роль ингредиентов и механизм их действия в полимерных композициях. Наполнение и наполнители. Система полимер-наполнитель. Теории усиления полимеров наполнителями. Классификация наполнителей. Красящие вещества. Назначение и основные требования, предъявляемые к красителям. Неорганические красители. Органические красители.

Специальные ингредиенты: модификаторы, порообразующие, антифрикционные, абразивы, антипирены и др., их назначение. Пластификаторы. Армирование и армирующие материалы, их назначение. Полимер-полимерные системы. Понятие о полимерных композитах. Принципы составления рецептуры композитов. Композиты с дисперсным наполнителем. Композиты с волокнистым наполнителем. Оптимизация состава полимерных материалов на основе математического планирования эксперимента.

Основные процессы переработки полимеров Особенности переработки эластомеров, пластмасс и стеклопластиков, лакокрасочных материалов, покрытий, пленок. Приготовление полимерных смесей. Реологические свойства смесей и методы их определения. Классификация методов переработки полимеров. Прессование. Трансферное и компрессионное прессование. Экструзия. Литьё под давлением.

Каландрирование. Формование изделий из листов. Формование без приложения давления.

Производство полимерных покрытий. Покрытия УФ-отверждения. Производство вспененных материалов. Технология получения пленочных материалов поливом из раствора.

Соединение деталей из полимеров: механическое, склеиванием, сваркой, приформовкой.

Вулканизация. Влияние химической природы полимеров и методов их обработки на эксплуатационные характеристики изделий. Охрана труда и техника безопасности в полимерной промышленности. Охрана окружающей среды.

4. ВОПРОСЫ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ БИЛЕТОВ ПО ПРОГРАММЕ

КАНДИДАТСКОГО ЭКЗАМЕНА (ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ)

1. Радикальная полимеризация. Реакции инициирования и роста цепи. Реакции обрыва цепи и переноса цепи. Технология процессов проведения радикальной полимеризации.

Поликонденсация. Схема реакций роста. Параметр завершённости процесса поликонденсации. Уравнение Каразерса. Технологические особенности процесса поликонденсации.

3. Молекулярно-массовое распределение. Молекулярная полидисперсность, её выражение.

Полимергомологические ряды. Среднечисловое, средневесовое и средневязкостное значения молекулярной массы. Методы их измерения. Зависимость Марка-Куна-Хувинка.

4. Релаксационные свойства полимеров. Упруго-гистерезисные свойства. Ползучесть и релаксация напряжения. Спектр времен релаксации и запаздывания.

5. Физические состояния аморфных линейных полимеров. Температурные переходы. Методы определения температуры стеклования.

6. Виды модификации полимеров. Основные принципы структурной модификации. Пластификация полимеров. Формирование сетчатых структур.

7. Реология растворов полимеров. Вязкость разбавленных растворов и ее связь с молекулярными характеристиками полимеров. Связь характеристической вязкости с молекулярным 8. Технологические методы переработки порошков, гранул, листов и жидкостей в изделия различных видов и конфигураций.

9. Основные технологии переработки полимеров, позволяющие получать тонкие плёнки.

Влияние технологии переработки на конечные физико-механические характеристики 10. Основные принципы составления рецептуры композитов. Ингредиенты и механизм их действия в полимерных композициях. Теория усиления полимеров наполнителями.

11. Особенности переработки термопластов и реактопластов. Технологические приёмы переработки.

12. Классификация методов переработки полимеров. Выбор оптимального метода переработки с позиций физикохимии полимеров и их смесей. Влияние химической природы полимеров и методов их обработки на эксплуатационные характеристики изделий.

13. Современные технология получения пленочных материалов. Дополнительные стадии обработки готового изделия. Особенности и характерные отличие получения плёнок из растворов и расплавов полимеров.

14. Экологически чистые технологии получения полимерных покрытий. Технологии УФотверждения и двойного УФ-отверждения. Аппаратурное оформление процесса.

ЛИТЕРАТУРА

Основная 1. Технология полимерных материалов. Учебное пособие под общ. ред. Крыжановского В.Н. – СПб: Профессия, 2008. – 544 с.

2. Каллистер У., Ретвич Д. Материаловедение: от технологии к применению (металлы, керамика, полимеры) / пер. с англ. под ред. Малкина А.Я. – СПб: Научные основы и Дополнительная 1. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технологии: учеб.

пособие / М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г.С. Головкин и др.; под ред. А.А. Берлина. - СПб. : Профессия, 2008. – 560 с.

2. Крыжановский В.К., Бурлов В.В. Прикладная физика полимерных материалов. – СПб.: Изд-во СПбГТИ(ТУ), 2001. – 261 с.

3. Раувендааль К. Экструзия полимеров/ пер. с англ. под ред. Малкина А.Я. – СПб:

4. Кулезнёв В.Н., Шершнёв В.А. Химия и физика полимеров: Учеб. для хим.-технол.

вузов. – М.: Высшая школа,1988. – 312 с.

5. Бартенев Г.М., Френкель С.Я. Физика полимеров / Под ред. д-ра физ.-мат. Наук А.М.

Ельяшевича. – Л.: Химия, 1990. – 432 с.

6. Технология пластических масс /под ред. Коршака В.В. изд. 3-е перераб. и доп. – М:

7. Тагер А.А. Физикохимия полимеров. – М.: Химия, 1978. – 544 с.

8. Тугов Н.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров: Учеб. пособие для вузов. – 9. Аскадский А.А., Матвеев Ю.И. Химическое строение и физические свойства полимеров. –М.: Химия, 1983. – 248 с.

10. Козлов П.В., Папков С.П. Физико-химические основы пластификации полимеров. – Научные журналы (из перечня российских рецензируемых научные журналов, в которых публикуются основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук) 1. Журнал прикладной химии 3. Клеи. Герметики. Технологии 4. Лакокрасочные материалы и их применение 5. Механика композитных материалов 6. Нанотехнологии и наноматериалы 7. Наукоемкие технологии 8. Пластические массы 9. Успехи химии 10. Химическая промышленность сегодня 11. Химическая технология 12. Мир техники кино 13. Экология и промышленность России 14. Российский химический журнал (ЖРХО им. Д.И. Менделеева)