1

Магистерская программа

«Химическая технология высокомолекулярных соединений»

Руководитель программы – заведующий кафедрой химии и технологии

высокомолекулярных соединений имени С.С. Медведева (ХТВМС), доктор химических

наук, профессор Прокопов Николай Иванович.

Аннотация магистерской программы Целью магистерской программы «Химическая технология высокомолекулярных соединений» является подготовка высококвалифицированных специалистов для научной деятельности, расчетно-аналитической и преподавательской работы в области высокомолекулярных соединений в институтах РАН и отраслевых научноисследовательских институтах, фирмах и на предприятиях различного профиля.

Программа разработана по профилю «Технология и переработка полимеров», подготовка по которому проводится в рамках направления 240100 «Химическая технология» в соответствии с ФГОС ВПО (утвержден приказом № 792 МОН РФ 22.12.2009 г.).

Проходя обучение по этой программе, магистры изучают фундаментальные основы полимерной химии, особенности химии различных групп высокомолекулярных соединений, их строения, методов синтеза, кинетических закономерностей реакций, современных методов исследования физико-химических свойств высокомолекулярных соединений.

Программа включает изучение особенностей и механизмов химических реакций образования высокомолекулярных соединений, их кинетических моделей, оптимизацию этих реакций в промышленных условиях, формирует умение создавать современные производства полимеров с использованием вычислительной техники.

Отличительные особенности программы - разнообразие высокомолекулярных соединений и материалов на их основе: мембран, материалов для биологии и медицины, микроэлектроники и других областей современной науки и техники.

Особое внимание при подготовке специалистов по этой программе уделяется формированию подходов к поиску и созданию новых высокомолекулярных соединений, изучению взаимосвязей между их строением, свойствами и методами их синтеза. Кроме того, большое внимание уделяется принципам создания технологий их производства, приобретения навыков самостоятельного решения научно-исследовательских, практических и производственных задач в области химии высокомолекулярных соединений.

Методика преподавания предусматривает использование в учебном процессе активных форм проведения занятий (семинаров в диалоговом режиме, компьютерных симуляций, обсуждение результатов научно-исследовательской работы студентов) в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. В процессе индивидуального обучения учитывается тот вид деятельности, к которому готовится магистр (научно-исследовательская и расчетноаналитическая, производственная и проектно-технологическая).

Учебный план предусматривает изучение общенаучного и профессионального учебных циклов, прохождение научно-исследовательской и научно-педагогической практик, выполнение научно-исследовательской работы и итоговую государственную аттестацию, используя современные методы исследования, которыми оснащены лаборатории кафедры.

Каждый учебный цикл имеет, кроме базовой части, вариативную (профильную), позволяющую обучающемуся получить углубленные знания, навыки и компетенции для успешной профессиональной деятельности или обучения в аспирантуре.

Подготовку магистров осуществляет высококвалифицированный профессорскопреподавательский состав: 7 профессоров, докторов наук (в т.ч. 2 заслуженных деятеля науки и техники РФ, 1 почетный химик СССР), 3-х доцентов, кандидатов наук и 2-х ст.

преп., кандидатов наук.

Профессорско-преподавательский состав программы:

Прокопов Николай Иванович – зав. кафедрой, профессор, д.х.н.

Грицкова Инесса Александровна – профессор, д.х.н., заслуженный деятель науки и техники РФ Тверской Владимир Аркадьевич – профессор, д.х.н., почетный химик СССР Зубов Виталий Павлович – профессор, д.х.н., заслуженный деятель науки и техники РФ Телешов Эдуард Никанорович – профессор, д.х.н.

Чвалун Сергей Николаевич – профессор, д.х.н.

Арутюнов Игорь Ашотович – профессор, д.х.н.

Бакеева Ирина Викторовна – доцент, к.х.н.

Каданцева Александра Ивановна – доцент, к.х.н.

Лобанов Андрей Николаевич – доцент, к.х.н.

Гервальд Александр Юрьевич – ст. преп., к.х.н.

Жаченков Сергей Викторович – ст. преп., к.х.н.

Для чтения отдельных курсов приглашаются ведущие профессора созданных совместно с кафедрой научно-образовательных центров (НИФХИ, ИНЭОС РАН, ИСПМ РАН, ИФХ РАН, ИХФ РАН, ИНХС РАН).

Характеристика направления подготовки Продолжительность обучения 2 года Форма обучения дневная Основа обучения бюджетная, за счет средств физических и юридических лиц Начало обучения 1 сентября Степень магистр техники и технологий Перечень дисциплин Общенаучный цикл:

1. Базовые дисциплины:

- Философские проблемы науки и техники - Экономика и менеджмент в химической промышленности - Деловой иностранный язык 2. Вариативные дисциплины:

- Информационные технологии в науке и образовании - Иностранный язык 3. Дисциплины по выбору студента:

- Спецглавы общенаучных дисциплин Профессиональный цикл:

1. Базовые дисциплины:

- Процессы массопереноса 2. Вариативные дисциплины:

- Теоретические основы синтеза полимеров - Методы исследования полимеров - Химическая технология функциональных полимеров - Синтез реакционноспособных олигомеров и полимеров на их основе - Технология синтеза полимеров 3. Дисциплины по выбору студента:

- История синтеза полимеров - Современные проблемы химической технологии - История и методология химической технологии Практики и НИР:

1. Педагогическая практика 2. Научно-исследовательская работа Выпускники получают фундаментальную теоретическую и практическую подготовку, овладевают методологией научного творчества, современными информационными технологиями, методами получения, обработки и хранения информации. Сочетание учебного процесса с участием в научных исследованиях совместно с преподавателями и научными сотрудниками институтов и предприятий, где выполняют свою научно-исследовательскую и квалификационную работу студенты 5 и курсов, позволяет им в дальнейшем плодотворно работать в научно-исследовательских институтах, на крупных и малых предприятиях. Благодаря этому магистры становятся полностью подготовленными к самостоятельной деятельности в научных и научнопроизводственных учреждениях и организациях любой формы собственности и в государственных и негосударственных средних, средних специальных и высших учебных заведениях, а также к обучению в аспирантуре. Поэтому выпускники этой программы легко находят работу по специальности после завершения учебы и даже во время учебы и поступают в аспирантуру, в том числе за рубежом.

Научно-исследовательскую практику студенты проходят в научных центрах РФ, отраслевых научно-исследовательских предприятиях и институтах РАН или в других организациях в которых они планируют работать после окончания обучения. Научнопедагогическую практику студенты проходят на кафедре и в подшефной гимназии.

По окончании обучения выпускникам присваивается степень магистра по направлению «Химическая технология и биотехнология» и выдается диплом Московского государственного университета тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова.

квалифицированных работ, как в МИТХТ им. М.В. Ломоносова, так и вне стен университета. После первого года обучения в магистратуре, ряд студентов проходили стажировку в Германии, многие выпускники поступают в аспирантуру МИТХТ им. М.В.

Ломоносова, ГНЦ ГНИИХТЭОС, ИНЭОС РАН, ИСПМ РАН, ИНХС РАН, ИОХ РАН.

Выпускники кафедры работают в ведущих отраслевых институтах (НИФХИ им.

Л.Я. Карпова, ВНИИСК, НИИМСК, НИЭМИ, НИИШП и т.д.), проектных организациях (Гипрокаучук), институтах Академии наук (ИБХ, ИФХ, ИХФ, ИНЭОС, ИНХС, ИОХ и т.д.), на ведущих предприятиях отрасли (Ефремовский, Воронежский, Красноярский, Ярославский, Нижнекамский заводы СК), за рубежом (Аргентина, Болгария, Венгрия, Вьетнам, Германия, Ирак, Кипр, КНР, Куба, Румыния, Сирия, США, Польша, Уганда, Франция, Чехословакия, Шри-Ланка).

Программа вступительных испытаний в магистратуру и рекомендуемая для подготовки литература приведены в Приложение 1.

Координатор программы – Лобанов Андрей Николаевич, контактная информация:

телефон – (495) 936-82-44, e-mail: [email protected].

Программа вступительных испытаний в магистратуру по магистерской программе «ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ»

1. ОСНОВЫ ФИЗИКИ И ХИМИИ ПОЛИМЕРОВ

Основные понятия и определения химии высокомолекулярных соединений (ВМС). Полимер, олигомер, мономер, составное повторяющееся звено, полимеризация, степень полимеризации. Структурные формы полимерных молекул: линейные одно- и двухтяжные, макроциклические, циклоцепные, разветвленные и сшитые. Молекулярный вес (молекулярная масса) полимеров. Типы усреднения.

Номенклатура и классификация полимеров. Рациональная номенклатура и номенклатура, основанная на химическом строении составного повторяющегося звена.

Номенклатура регулярных линейных однотяжных полимеров (ИЮПАК) Номенклатура сополимеров, основанная на их происхождении, и альтернативная номенклатура.

Классификация полимеров по реакциям образования (по происхождению) или по свойствам. Реакции образования макромолекул изгибательный механизмы гибкости макромолекул; термодинамическая и кинетическая гибкости и факторы, их определяющие. Тепловое движение в полимерах: кинетические элементы; понятие сегмента.

Растворы полимеров и методы определения молекулярных масс. Особенности свойств растворов высокомолекулярных соединений. Способность полимеров к растворению. Термодинамика растворов полимеров: верхняя и нижняя температуры смешения. Изменение термодинамических параметров при растворении полимеров.

Теория растворов полимеров Флори-Хаггинса. Фазовое равновесие в растворах ВМС; условия. Среднечисловые и средневесовые молекулярные массы. Методы определения молекулярных масс полимеров: эбулиоскопия, криоскопия, гельпроникающая хроматография, вискозиметрический метод. Определение параметров полимерных сеток.

полимеризации. Инициаторы свободно-радикальной полимеризации; скорость инициирования. Термическое, фотохимическое и радикальное инициирование. Рост цепи при радикальной полимеризации: активность мономера и радикала на его основе; Q-е схема Бэмфорда. Обрыв цепи при радикальной полимеризации. Кинетика радикальной полимеризации. Реакции передачи цепи через растворитель, мономер, полимер, инициатор и специально вводимые вещества. Термодинамические и энергетические характеристики радикальной полимеризации. Радикальная полимеризация при глубоких степенях превращения; гель-эффект. Методы осуществления радикальной полимеризации: в массе, в растворе, в суспензии; эмульсионная полимеризация.

Ионная и ионно-координационная полимеризация. Общие закономерности ионной полимеризации; активные центры, общее кинетическое описание. Анионная и катионная полимеризация алкенов. Инициирование, рост и обрыв цепи, кинетика полимеризации. Ионно-координационная полимеризация: гомогенные и гетерогенные катализаторы, кинетика процесса. Полимеризация под действием п-аллильных комплексов. Особенности полимеризации циклических лактанов; анионная, катионная и гидролитическая полимеризация капролактама.

Сополимеризация.

дифференциальные уравнения сополимеризации; константы относительной активности сомономеров и методы их определения. Радикальная сополимеризация: стерический и полярный эффект при радикальной сополимеризации; скорость процесса. Особености катионной и анионной сополимеризации ненасыщенных мономеров. Сополимеризация гетероциклов.

Ступенчатые процессы образования макромолекул.

поликонденсации. Основные различия полимеризационных и поликонденсационных процессов. Термодинамика поликонденсации и поликонденсационное равновесие.

Молекулярная масса и молекулярно-массовое распределение при поликонденсации.

Проведение поликонденсации в расплаве и на границе раздела фаз.

Химические реакции полимеров. Полимераналогичные превращения. Отличия полимераналогичных превращений от соответствующих реакций низкомолекулярных соединений. Реакционная способность полимеров. Кинетика полимераналогичных реакций. Реакции деструкции и сшивания макромолекул. Особенности деструкции макромолекул в твердом состоянии. Вулканизация каучуков; циклообразование при вулканизации.

Структура и основные физические свойства полимерных тел. Генезис структуры и надмолекулярная организация некристаллических (аморфных) полимеров.

Кристаллизация полимеров. Кинетика кристаллизации. Температура кристаллизации и температура плавления. Свойства аморфных полимеров. Три физических состояния.

Термомеханические кривые аморфных полимеров. Высокоэластическое состояния.

Термодинамика и молекулярный механизм высокоэластических деформаций. Связь между равновесной упругой силой и удлинением. Стеклообразное состояние.

Особенности полимерных стекол. Вынужденная эластичность и изотермы растяжения.

Механизм вынужденно-эластических деформаций. Вязко-текучее состояние. Механизм вязкого течения. Зависимость температуры текучести от молекулярной массы. Свойства кристаллических полимеров. Термомеханические кривые кристаллических и кристаллизующихся аморфных полимеров. Механизм разрушения полимеров.

Долговечность.

2. ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛИМЕРОВ

Основные типы полимерных материалов. Синтетические каучуки, пластмассы, синтетические волокна, термоэластопласты. Роль российских ученых в организации промышленных производств мономеров, синтетических каучуков и пластмасс. Основные промышленные методы получения мономеров. Пиролиз, каталитический крекинг, дегидрирование. Получение этилена и пропилена. Технология синтеза хлоропрена и винилхлорида.

Промышленные методы синтеза бутадиена, изопрена, изобутилена, стирола и аметилстирола. Производство каучуков методом эмульсионной полимеризации.

Эмульсионная полимеризация. Основные преимущества и недостатки. Синтез бутадиенстирольных и бутадиен-а-метилстирольных каучуков. Рецептура, технологические параметры синтеза. Свойства и области применения. Производство бутадиен-нитрильных и хлоропреновых каучуков и латексов. Технология производства, параметры процесса, свойства и области применения. Производство этилен-пропиленовых каучуков.

Технология производства, параметры процесса, преимущества и недостатки методов синтеза СКЭПТ в растворе и суспензии. Свойства и области применения. Производство полиакрилатов и полиуретанов. Технология синтеза, одно- и двухстадийный методы.

Свойства полимеров, области применения. Производство силоксановых и фторкаучуков каучуков. Технология и характеристика стадий синтеза. Марки, свойства и области применения. Полиолефины. Технология получения полиэтилена. Растворный и газофазный способы. Полиэтилен низкой плотности и полиэтилен высокой плотности.

Свойства, марки и области применения. Производство полипропилена. Технология получения в растворителе и пропен-пропиленовой фракции. Преимущества и недостатки обоих методов. Свойства, марки и области применения полипропилена Технология получения полистирола. Технология синтеза, различные способы производства: блочный, растворный, эмульсионный, суспензионный. Ударопрочный полистирол. Свойства и области применения. Производство поливинилхлорида. Технология синтеза, различные способы производства: блочный, эмульсионный и суспензионный. Свойства и области применения Основная:

1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения. - Москва-Нижний Новгород:Изд. Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского, 2. Кулезнев В.Н., Шершнев В.А. Химия и физика полимеров - М.: КолосС, Дополнительная:

1. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения.-М.: Высшая школа, 1992.