НАЦIОНАЛЬНА АКАДЕМIЯ НАУК УКРАiНИ
IНСТИТУТ БIООРГАНГIНОi XIMII ТА НАФТОХIМIi

ЗАТВЕРДЖЕНОВченою радоюIнституту бiоорганiчноi xiMii танафтохiмii НАН Украiнипротокол Л! .r
вiд ( Jб > 0929 /Y рокуГолова Вченоi радиIнституту бiоорганiчноi xiMii таxiMii НАН Украiни. НАН УкраiЪиA.I. Вовкнавчальноi дисциплiни66МОНОМЕРИ ТА ПОЛIМЕРИ В ОРГАНIЧНОМУ ТАНАФТОХIМIЧНОМУ СИНТЕЗI,,
ГАЛУЗЬ ЗНАНЬСПЕЦtАЛЬНIСТЬ
СПЕЦIАЛIЗАЦIЯ
PIBEHь ОСВIТИ

10_природниtII нАуки102 _ хIмIя

НАФТОХIМIЯ I ВУГЛЕХIМIЯ
трЕтIЙ (освIтньо-нАуковиЙ)Киiв -2017 р.

РОЗРОБНИК ПРОГРАМИ:Завiдувач вiддiлу IБОНХ НАН Украiни, доктор хiмiчних наук,професор Пуд О. А.

Програму затверджено на засiданнi Вченоi радиIнституту бiоорганiчноi xiMii та нафтохiмii НАН УкраiЪипротокол ЛЪ J
вiд << J>>
20 17 року[C,qВчений секретарЙ

Попiльнiченко С.В.

ВСТУППрограму обов’язкової навчальної дисципліни “Мономери та полімерив органічному та нафтохімічному синтезі” складено відповідно доосвітньо-професійної програми підготовки “доктор філософії” в галузі
природничих наук спеціальності 102 – “Хімія”.
Предметом вивчення навчальної дисципліни є сучасні положення з хімії
мономерів і полімерів у контексті нафтохімії та вуглехімії як джерел новітніх
поліфункціональних, зокрема електропровідних, матеріалів, придатних дорізноманітних високотехнологічних застосувань, зокрема таких як активних
компонентів у сенсорних пристроях для контролю складу навколишнього
середовища та аналізу шкідливих і біологічно активних сполук, композитнихматеріалах для антистатичного та електромагнітного захисту, очистки воднихрозчинів, нових джерелах відновлюваної енергії, тощо.
Міждисциплінарні зв’язки: Навчальна дисципліна “Мономери таполімери в органічному та нафтохімічному синтезі” згідно з навчальнимпланом належить до циклу дисциплін професійної підготовки, якавикладається на 2 курсі аспірантури. Базою для вивчення дисципліни“Мономери та полімери в органічному та нафтохімічному синтезі” є курси“Нафтохімічний синтез” “Органічна хімія”, “Хімія високомолекулярнихспорлук”,“Колоїднахімія”,“Будоваречовини”,“Фізичні

методидослідження”, які вивчаються при підготовці більшості напрямів підготовкибакалавра, спеціаліста та магістра спеціальності “Хімія”. Хоча курс“Мономери та полімери в органічному та нафтохімічному синтезі”відноситься до вибіркових курсів спеціалізації “Нафтохімія та вуглехімія”,для його ефективного сприйняття будуть корисними знання та вміння, набутіаспірантами з курсу “Фізико-хімічні методи доведення будови органічнихречовин”.
Матеріал курсу слугує теоретичною основою для формування умінь танавичок, необхідних для ефективної дослідницької роботи, формування3цілісного уявлення про взаємозв’язок між хімічною будовою молекул таїхнімиелектроннимитафізико-хімічнимивластивостями,аналізуприкладних аспектів в галузі нафтохімії і вуглехімії з застосуваннямтеоретичних основ для розв’язання практичних задач.
1. МЕТА ТА ЗАВДАННЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ1.1. Мета навчальної дисципліни:нагадати слухачам загальні положення з хімії мономерів і полімерів, та,на базі цього розглянути їх сучасні аспекти у контексті нафтохімії тавуглехімії

якелектропровідних,джерелновітніх

матеріалів,поліфункціональних,придатнихдо

зокремарізноманітних

високотехнологічних застосувань, зокрема таких як активних компонентів усенсорних пристроях для контролю складу навколишнього середовища тааналізу шкідливих і біологічно активних сполук, композитних матеріалах дляантистатичного та електромагнітного захисту, очистки водних розчинів,нових джерелах відновлюваної енергії, тощо1.2. Основні завдання навчальної дисципліни: Формування цілісного уявлення про вплив хімічної будови таких
продуктів нафтохімії та вуглехімії як мономери та полімери на їхвластивості та цільові застосування у сучасних високотехнологічнихгалузях.
 Дати розуміння взаємозв’язків властивостей, структури, морфології тастабільності полімерів, зокрема спряжених полімерів і матеріалів на їхоснові, а також їх залежностей від умов синтезу та експлуатації.
 Навчати сучасним підходам до постановки і проведення практичних
досліджень властивостей, структури, морфології та стабільності
полімерів, зокрема спряжених полімерів і матеріалів на їх основі.
 Сприяти розширенню професійного світогляду, підвищення загальної
освіченості та культури фахівця зі спеціальності 102 – «Хімія».
4Аспірант з даної дисципліни повинен мати фундаментальні уявлення знафтохімії та вуглехімії, хімії та фізичної хімії мономерів та полімерів,зокрема спряжених полімерів та матеріалів на їх основі.
Згідно з вимогами освітньо-професійної програми аспіранти після
засвоєння навчальної дисципліни мають продемонструвати такі результати
навчання:Знати:
Властивості мономерів, полімерів, особливості їх синтезу та зв'язокз нафтохімією і вуглехімією. Концептуальні підходи до цільового
синтезу таких матеріалів.

Навіщо використовувати матеріали на основі полімерів. Їх переваги
перед іншими матеріалами. Їх недоліки.

Особливості та «підводні камені» функціонування полімерів зіспеціальними властивостями, зокрема спряжених полімерів, урізному стані (допованому і недопованому).

Роль природи і будови полімерів у різних застосуваннях.

 Методи синтезу, властивості і застосування мономерів і полімерівна

їхоснові;сучасні

фізико-хімічніметоди

дослідження

властивостей мономерів та полімерів; вплив функціональних групна властивості полімерів.
Вміти:
Формулювати на сучасному рівні наукову проблему за темою
дисертації та робочі задачі і гіпотези досліджуваної проблеми.

Планувати оригінальні дослідження.

Розв’язувати проблеми та задачі, що виникають в процесідосліджень.

Застосовувати отримані знання у реальних ситуаціях.

Використовувати сучасні фізико-хімічні методи досліджень.

5 Знаходити підтвердження отриманих результатів незалежними
методами.

Мати навички: Аналітичної роботи з науковою літературою не тільки з темидисертації, але й з суміжних областей.
 Перспективного та короткочасного планування роботи.
 Проведення експериментів з аналізом отриманих результатів.
 Коригування експериментальних планів в разі отримання
негативних результатів.
 Співставлення результатів отриманих різними методами.
Знаходити їх пояснення.
 Формування шарів електропровідних полімерів на частинках
різного розміру та пласких поверхнях різними методами.
 Практичного застосування отриманих знань.
В рамках даної дисципліни поглиблюються і розвиваються такікомпетенції: Універсальні компетенції:Здатність проектувати і здійснювати комплексні дослідження, в томучисліміждисциплінарні,наосновіцілісногосистемногонаукового

світогляду з використанням знань з різних областей.
 Загальнопрофесійні компетенції:Здатність самостійно здійснювати науково-дослідницьку діяльність внафтохімії та вуглехімії з використанням сучасних методів дослідження таінформаційно-комунікаційних технологій.
 Професійні компетенції:здатність організовувати проведення експериментів і випробувань,проводити їх обробку, аналізувати їх результати та узагальнювати у вигляді6наукових статей для провідних профільних журналів; готовність до розробки
навчально-методичноїдокументації;умінняпредставляти

отримані

результати у доповідях на міжнародних конференціях, професійно проводити
наукові дискусії з колегами, тощо.

7

2. СТРУКТУРА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИНа вивчення навчальної дисципліни відводиться 120 годин/4 кредитиECTS.
Модулі дисципліни і види занять.
Обсяг навчальної роботи(в годинах)Самостійнаробота4.

семінари3.

практичні

2.

Вступ, загальні положення зхімії мономерів і полімерів.
Мономерні продукти
нафтохімії, вуглехімії,органічного танафтохімічного синтезу,зокрема гетероциклічні
мономери. Їх хімічні тафізичні властивості,застосування.
Особливості синтезуполімерів різної будови,зокрема спряженихполімерів. Хімічніперетворення полімерів.
Специфічні фізичнівластивості полімернихпродуктів, зокремаспряжених полімерів,органічного танафтохімічного синтезу та їхбудова.
Спряжені полімери у різних
станах (допованому абонедопованому).
Композиційні матеріали, щомістять електропровідні
компоненти. Фізичні,фізико-хімічні таелектрохімічні методи
дослідження такихматеріалів.
РазомКількістькредитівЄКТС

лекції

1.

Модулі дисциплінизагальний
обсягвсього
аудиторних

№

130

86-

222

130

86-

2

22

130

64-

224

130

86-

2224120

30

22-

890

Вид
підсумковогоконтролюЕкзамен
8Навчальна дисципліна містить чотири модулі:МОДУЛЬ 1. ВСТУП, ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ З ХІМІЇ МОНОМЕРІВ
ІПОЛІМЕРІВ.

МОНОМЕРНІПРОДУКТИ

НАФТОХІМІЇ,ВУГЛЕХІМІЇ, ОРГАНІЧНОГО ТА НАФТОХІМІЧНОГО СИНТЕЗУЗОКРЕМА

ГЕТЕРОЦИКЛІЧНІМОНОМЕРИ.

ЇХХІМІЧНІТА

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ЗАСТОСУВАННЯ.
Тема 1. Історія мономерів і полімерів. Полімерні продукти органічного танафтохімічного синтезу. Основні поняття мономер, олігомер, полімер,елементарна ланка, ступінь полімеризації та молекулярна маса. Мономерніпродукти нафтохімії, органічного та нафтохімічного синтезу. Види такласифікація мономерів (алкени, ароматичні сполуки, зокрема, похідніаніліну, гетероциклічних ароматичних сполук тіофену, піролу та ін.), способи
виділення мономерів з продуктів нафтохімії та вуглехімії. Органічний синтез
мономерів для отримання поліолефінів, їх галогенованих похідних,електропровідних та реакційноздатних полімерів.
Тема 2. Властивості і класифікація полімерів. Полідисперсність полімерів.
Молекулярно-масовий розподіл. Полімер гомологи та полімер аналоги.
Ізомерія в полімерах. Стереорегулярні полімери. Кополімери: статистичні,альтернативні, прищеплені та блок-кополімери. Національна та міжнародна
номенклатура полімерів. Класифікація полімерів: за методами синтезу, забудовою основного ланцюга (карболанцюгові та гетероланцюгові), заелектрофізичними
властивостями
(діелектричні,напівпровідникові,електропровідні), за призначенням (термопласти, еластомери, волокна,покриття, фотоактивні матеріали, сенсорні матеріали та ін.).
Тема 3. Загальні хімічні та фізичні властивості і застосування мономерів таполімерів. Реакційна здатність.
МОДУЛЬ 2. ОСОБЛИВОСТІ СИНТЕЗУ ПОЛІМЕРІВ РІЗНОЇ БУДОВИ,ЗОКРЕМА СПРЯЖЕНИХ ПОЛІМЕРІВ. ХІМІЧНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ
ПОЛІМЕРІВ.
Тема 4. Механізми ініціювання полімеризації (радикальний, катіонний,аніонний, електрохімічний). Види та отримання полімерних продуктівнафтохімії та вуглехімії. Активні центри полімеризації. Залежністьмолекулярної маси та молекулярно-масового розподілу від кінетики та умовполімеризації. Поліетилени високого тиску. Блочний полістирол.
9Поліметилметакрилат. Полівінілацетат. Поліакрилонітрил. Суспензійнаполімеризація.
Виробництвосуспензійним
способом
полістиролу,полівінхлориду,фторопластів.
Емульсійнаполімеризація.
Типовістабілізатори емульсій. Хімічна та електрохімічна окиснювальна
полімеризація аніліну, піролу, тіофенових похідних. Вплив температурисинтезу та наявності в полімеризаційному середовищі диспергованих частокна властивості синтезованих електропровідних полімерів і їх композитів.
Відмінності. Кінетика. Методи виділення з реакційної суміші.
Тема 5. Поліконденсація мономерів. Визначення поліконденсації заФлорі та за Карозерсом. Мономери для поліконденсації. Функціональність
мономерів. Гомополіконденсація та гетерополіконденсація. Залежністьмолекулярної маси полімеру при поліконденсації. Молекулярно-масовий
розподіл та кінетика поліконденсації. Співвідношення концентрацій
функціональних груп та молекулярна маса полімеру. Хімічні синтези звикористаннямметалвміснихкатализаторів
полімеризації
2,5дигалогенпохідних тіофенів та піролів (методи Ямамото, Кумада, Ріеке тощо.
Регулярність ланцюгу отриманих полімерів.
Тема 6. Полімер аналогічні перетворення. Причини неповного
перетворення функціональних груп. Реакційна здатність полімерів. Вплив
стеричних факторів та ефекту поля сусідніх функціональних груп. Реакціїдеструкції та зшивання макромолекул. Деполімеризація по кінцевим групаммакромолекули. Розпад макромолекул по закону випадку. Особливості
деструкції в розчинах та твердому стані. Реакції зшивки макромолекул.
Термоліз, фотоліз та радіоліз полімерів. Окиснювальна деструкція полімерів.
Електрохімічна стабільність та деструкція полімерів. Стабілізаториполімерів.
МОДУЛЬ 3. Специфічні фізичні властивості полімерних продуктів,зокрема спряжених полімерів, органічного та нафтохімічного синтезу таїх будова.
Тема 7. Поліелектроліти. Поведінка розчинів поліелектролітів у присутності
низькомолекулярних солей та без них. Ізоелектрична точка. Іонообміннісмоли. Методи синтезу поліелектролітів та їх застосування. Полімернінапівпровідники та електропровідні полімери: поліфенілени, поліацетилени,політіофени, поліпіроли інші полімери з системою спряження. Синтез тазастосування.
Тема 8. Тверді полімерні електроліти та композиційні матеріали. Механізмтранспорту іонів у твердих електролітах Застосування твердих розчинів10солей в поліетиленоксиді або у поліфосфазенах. Полімерні композиційніматеріали.
МОДУЛЬ 4. СПРЯЖЕНІ ПОЛІМЕРИ У РІЗНИХ СТАНАХ(ДОПОВАНОМУ АБО НЕДОПОВАНОМУ). ФІЗИЧНІ, ФІЗИКОХІМІЧНІ ТА ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТАКИХМАТЕРІАЛІВ.
Тема 9. Властивості спряжених полімерів та допанти. Роль допанту таелектропровідність спряжених полімерів. Типи допантів, принципидедопування та допування. Вплив природи допанту на властивості такихполімерів.
Тема 10. Електропровідні композити, що містять доповані спряжені полімерита неорганічні наночастки або діелектричні полімери. Електропровіднікомпозити вуглецевих та діелектричних матеріалів. Умови виготовлення тавластивості.
Тема 11. Фізичні, фізико-хімічні та електрохімічні методи дослідження такихматеріалів. Методи визначення середніх молекулярних мас та молекулярномасового розподілу. Електронна та ІЧ-спектроскопія полімерів. Дослідженнядонорно-акцепторних комплексів. Загальні уявлення про діелектричнурелаксаційну спестроскопію полімерів. Термічний аналіз полімерів.

11

3. РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА
Базова:1.

Братичак М. М. Основи промислової нафтохімії. - Львів: ВидавництвоЛьвівської політехніки, 2008. - 604 с.
2.

Щур А.М. Высокомолекулярные соединения. –М.: Высшая школа,1981, - 656 с.
3.

Ерусалимский Б.Л., Любецький С.Г. Процессы ионной полимеризации.

- Л.: Химия, 1974. – 256 с.
4.

Берлин

Ал. Ал.,Вольфсон С.А., ЕниколопянН.С. Кинетика

полимеризационных процессов. –М.: Химия, 1978 – 320 с.
5.

Иванчев С.С. Радикальная полимеризация. –Л.: Химия, 1985. –280 с.

6.

Хэм Д. Сополимеризация. –М.: Химия, 1971. – 616 с.

7.

Соколов Л.Б. Основы синтеза полимеров методом поликонденсации. –М.: Химия, 1979 – 263 с.
8.

Платэ Н.А., Литманович А.Л., Ноа О.А. Макромолекулярные реакции.

–М.: Химия, 1977 –256 с.
9.

Шляпинтох В.Я. Фотохимические превращения и стабилизацияполимеров. –М.: Химия, 1979 – 344 с.
10.

Электрические свойства полимеров. /Под. Ред. Б.И.Сажина. –Л.:Химия, 1986. –224 с.
11.

A. Pron, P. Ranou, Processible conjugated polymers: from organic

semiconductors to organic metals and superconductors // Prog. Polym. Sci., 2002,v.27, P. 135.
12.

H.S. Nalwa, Handbook of organic conductive molecules and polymer. -Wiley, 1997.
Допоміжна13.

Липатов Ю.С. Коллоидная химия полимеров. – Киев.: Наукова думка,1984. – 343 с.
14.

Мельников В.С. Фотопроводимость полимеров. –К.: Химия, 1990. –240

с.
1215.

Барашков Н.Н., Гитлер О.А. Флуоресцирующие полимеры. –М.:Химия, 1987 – 224 с.
16.

Сыромятников В.Г., Паскаль Л.П., Машкин О.А. Полимерныеэлектролиты для литиевых источников тока. // Успехи химии, 1995. т. 64№3.С.265.
17.

E.T. Kang, K.G. Neoh, K.L. Tan, Polyaniline: a polymer with many

interesting intrinsic redox states // Prog. Polym. Sci., 1998, v.23, P.277.
18.

A. Pud, N. Ogurtsov, A. Korzhenko, G. Shapoval, Some aspects ofpreparation methods and properties of polyaniline blends and composites withorganic polymers // Prog. Polym. Sci. 2003, v.28, P.1701.

4. ФОРМА ПІДСУМКОВОГО КОНТРОЛЮ УСПІШНОСТІ
НАВЧАННЯ: Екзамен.
5. ЗАСОБИ ДІАГНОСТИКИ УСПІШНОСТІ НАВЧАННЯ:Діагностика успішності навчання аспірантів під час проведення
лекційних занять: відповіді за питаннями лекційного курсу; усні завдання.
Діагностика успішності навчання аспірантів під час проведення
семінарських та індивідуальних занять: усне опитування; участь в обговоренні дискусійних питань.

13