Теоретичні та експериментальні методи дослідження полімерних і композиційних матеріалів
Спеціальність: Хімічні технології та інженерія (освітньо-наукова програма)
Код дисципліни: 7.161.06.E.080
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Хімічна технологія переробки пластмас
Лектор: Доцент Семенюк Наталія Богданівна
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
загальні компетентності:
- ЗК3. Здатність до пошуку, обговорення та аналізу інформації з різних джерел.
фахові компетентності:
- ФК1. Здатність досліджувати, класифікувати і аналізувати показники якості хімічної продукції, технологічних процесів і обладнання хімічних виробництв.
- ФК 4. Здатність використовувати сучасне спеціальне наукове обладнання та програмне забезпечення при проведенні експериментальних досліджень і здійсненні дослідно-конструкторських розробок у сфері хімічних технологій та інженерії.
фахові компетентності професійного спрямування:
ФКС 6.1. Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для вирішення конкретних завдань в галузі перероблення полімерних і композиційних матеріалів.
Результати навчання: ПР2. Здійснювати пошук необхідної інформації з хімічної технології, процесів і обладнання виробництв хімічних речовин та матеріалів на їх основі, систематизувати, аналізувати та оцінювати відповідну інформацію.
ПР4. Оцінювати технічні і економічні характеристики результатів наукових досліджень, дослідно-конструкторських розробок, технологій та обладнання хімічних виробництв.
ПР7. Здійснювати у науково-технічній літературі, патентах, базах даних, інших джерелах пошук необхідної інформації з хімічної технології, процесів і обладнання виробництв хімічних речовин та матеріалів на їх основі, систематизувати, аналізувати та оцінювати відповідну інформацію.
КОМ 1. Зрозуміле і неоднозначне донесення власних знань, висновків та аргументації до фахівців і нефахівців, зокрема, до осіб, які навчаються.
АіВ 3. Здатність продовжувати навчання з високим ступенем автономії.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Основи хімії полімерів і фізико-хімія полімерів
Спеціальні методи дослідження структури і властивостей ВМС
Методологія наукових досліджень
Технологічні процеси модифікування та перероблення полімерних і композиційних матеріалів
Короткий зміст навчальної програми: Розглянуто сучасні теоретичні та експериментальні методи дослідження полімерних композиційних матеріалів. Наведено технологічні, фізико-хімічні, механічні, електричні та інші експлуатаційні властивості полімерів та ПКМ. Детально висвітлено теоретичні та практичні аспекти досліджень структури полімерів та полімерних композиційних матеріалів різними інструментальними методами.
Опис: Полімерні композиційні матеріали (ПКМ). Методи модифікації полімерів, полімерні композиційні матеріали і їх одержання. Добавки, що використовуються для одержання полімерних композиційних матеріалів.
Характеристика методів дослідження полімерних і композиційних матеріалів. Поняття «структура полімеру». Взаємозв’язок між структурою та властивостями полімерів. Класифікація методів дослідження структури та властивостей полімерів. Вибір оптимального методу дослідження. Різниця між фізичними та фізико-хімічними методами досліджень полімерів.
Фізико-хімічні, механічні, електричні та інші експлуатаційні властивості полімерів та ПКМ. Основні досліджувані властивості ПКМ та методики досліджень.
Технологічні властивості полімерних і композиційних матеріалів.
Ультрафіолетова спектроскопія у дослідженнях структури полімерів. Загальні відомості. Застосування УФ-спектроскопії в дослідженнях полімерів. Визначення складу кополімеру за допомогою УФ. Вивчення кінетики хімічної реакції.
Інфрачервона спектроскопія полімерів. Загальні відомості. Ідентифікація полімерних матеріалів. Визначення мікроструктури полімерів. Застосування інфрачервоної спектроскопії. Вивчення кінетики полімеризації. Визначення ступеня кристалічності полімерів.
Калориметричний метод дослідження полімерів. Основні поняття калориметрії. Диференційна сканувальна калориметрія (ДСК). Особливості ДСК вимірювань у полімерних системах. Особливості ізотермічної калориметрії в полімерних системах.
Рентгеноструктурний аналіз полімерів. Методи рентгеноструктурного аналізу. Рентгеноструктурний аналіз полімерів. Якісний і кількісний аналіз полімерів й їхніх сумішей. Аналіз фазового складу полімерів методом ренгеноструктурного аналізу. Визначення фазового складу механічної суміші полімерів. Визначення ступеня кристалічності полімерів.
Напрями застосування спектроскопії електронного парамагнітного резонансу у дослідженнях полімерів. Об’єкти дослідження й застосування методу спектроскопії електронного парамагнітного резонансу. Дослідження структури радикалів та рухливості молекул. Дослідження хімічних процесів у полімерах.
Застосування ЯМР спектроскопії у дослідженнях полімерів та ПКМ. Визначення структури та молекулярної маси полімеру. Вивчення процесів комплексотворення за допомогою ЯМР спектроскопії. Визначення стереорегулярності полімерів. Визначення складу кополімеру.
Флуоресценція полімерних матеріалів. Галузі застосування флуоресценції. Флуоресценція полімерів. Ідентифікація полімерів і додатків. Визначення молекулярної маси полімерів методом флуорисцентного аналізу.
Застосування полярографії для дослідження полімерів. Якісна ідентифікація полімерів. Контроль синтезу макромолекул полімерів.
Хроматографічні методи дослідження полімерів.
Загальні поняття. Гель-проникаюча і тонкошарова хроматографія полімерів. Піролітична газова хроматографія.
Метод електронної мікроскопії у дослідженнях полімерних матеріалів. Підготовка об’єктів для досліджень та особливі вимоги до них. Формування променя у просвічувальному електронному мікроскопі. Характеристика методів візуалізації під час досліджень. Недоліки та обмеження методу просвічувальної електронної мікроскопії, особливості його застосування у дослідженнях полімерів і ПКМ.
Мас-спектрометрія полімерів. Використання мас-спектрометрії для вирішення структурних завдань макромолекулярної хімії.
Теоретичні дослідження.
Завдання та методи теоретичного дослідження. Математичних методів в дослідженнях. Аналітичні методи. Імовірнісно-статистичні методи.
Методи та критерії оцінювання: Основними методами оцінювання досягнення результатів навчання є: поточний і семестровий контроль, який здійснюється з навчального матеріалу, обсяг якого визначений робочою програмою дисципліни за семестр.
Поточний контроль здійснюється в процесі виконання і захисту лабораторних робіт, контрольне і поточне тестування у ВНС з метою перевірки рівня засвоєння теоретичних і практичних знань та умінь здобувача освіти.
Семестровий контроль проводиться у формі екзамену.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК):
Виконання лабораторних робіт – 20 балів
Захист звітів із лабораторних робіт – 10 балів
Екзаменаційний контроль (ЕК):
письмова компонента - 60 б
усна компонента - 10 б
Разом за дисципліну (ПК+ЕК) - 100 б
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Електронний навчально-методичний комплекс «Теоретичні та експериментальні методи дослідження полімерних композиційних матеріалів». Сертифікат № 05097. Номер реєстрації: Е41-217-412/2022 від 23.12.2022. Автори: Семенюк Н.Б.
2. Левицький В.Є., Гуменецький Т.В. Методологія досліджень властивостей полімерних матеріалів: навч. посібник – Львів: Растр-7, 2021.– 312 с.
3. Левицький В.Є. Сучасні експериментальні методи досліджень у хімії та технології полімерів: Навчальний посібник / В.Є. Левицький, Т.В. Гуменецький. – Львів: Растр-7, 2022. – 292 c.
4. Підгорна, Л.П. Теорія та методи дослідження і випробування пластмас, клеїв та герметиків: Навч. посібник / Л.П. Підгорна, Г.М. Черкашина, В.В. Лебедєв – Харків : НТУ “ХПІ”, 2015. – 276 с.
5. Віленський В.О. Полімери: синтез, модифікація, дослідження : навчальний посібник. Житомир: Вид-во ЖДУ ім. І. Франка, 2024. – 348 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).