close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ивановский государственный химико-технологический университет
УТВЕРЖДАЮ
Проректор ИГХТУ
по учебной работе
____________ В.В. Рыбкин
“____”___________ 2010 г.
Факультет органической химии и технологии
Кафедра химической технологии волокнистых материалов
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине: «Методы экспериментальных исследований в текстильной
химии»
для подготовки магистров
по направлению 240100 “Химическая технология и биотехнология»
по программе «Химическая технология текстильных материалов»
Курсы 5
Семестры 9
Всего часов по дисциплине - 150
Аудиторные занятия (час) - 72
Лекции (час)
- 36
Лабораторные занятия
- 36
Самостоятельная работа (час) – 78
Экзамен – 9 семестр
Иваново 2010
Рабочая учебная программа составлена на основании стандарта
подготовки магистров по направлению подготовки 240100 «Химическая
технология и биотехнология».
Составитель
Ф.Ю. Телегин
Рабочая учебная программа утверждена на заседании кафедры ХТВМ.
" _"
__ 200 г. протокол №
__
Заведующий кафедрой _____________________ Ф.Ю. Телегин
Рабочая учебная программа рассмотрена и утверждена научно-методическим советом факультета органической химии и технологии ИГХТУ.
"___"______________ 200__ г. протокол № ___
Председатель НМС ______________ Трифонова И.П.
Введение
В процессе подготовки специалиста высокой квалификации по
направлению “Химическая технология и биотехнология» важной задачей
является
обучение магистранта проведению теоретических и
экспериментальных научных исследований в различных направлениях с
учетом специализации. При этом уровень исследований и значимость
результатов прямо зависят от правильности выбора и
применения
конкретных методик исследования.
Поэтому основная цель данной учебной дисциплины – ознакомление и
освоение современных методов экспериментальных исследований с
применением широко спектра методик химического и физико-химического
анализа, владение которыми позволяет грамотно планировать и проводить
эксперимент в области химической технологии отделки текстильных
материалов, изучения их структуры, состава и свойств.
Преподавание данного курса должно дать студенту понимание
принципиальных основ, практических возможностей и ограничений
важнейших методов исследования, знакомство с аппаратурным оснащением
и методиками проведения эксперимента, умение интерпретировать и
критически оценивать как собственные экспериментальные данные, так и
публикуемые в научной литературе.
Преподавание курса базируется на всех пройденных ранее
дисциплинах, входящих в учебный план подготовки химика-технолога
специальности ХТ и ООП.
Цель дисциплины:
- -получение магистрантами совокупности знаний о принципах и технике
эксперимента при исследованиях в текстильной химии физическими,
физико-химическими и химическими методами;
- формирование у магистрантов знаний теоретических основ применения
спектральных,
оптических,
рентгеновских,
микроскопических,
электронно-микроскопических,
вискозиметрических,
хроматографических, колориметрических и термографических методов
исследования;
- развитие у магистрантов навыков к обобщению, самостоятельному
выбору методик и построению научного эксперимента.
Основная задача и цель занятий по изучаемому предмету – раскрыть
возможности творчества и интерес к постановке и выполнению научноисследовательской работы.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:
- - физико-химические основы применения экспериментальных методов,
применяемых в текстильной химии;
- - принципы и технику эксперимента при исследовании тонких физических
и химических изменений происходящих с полимером волокна и при
взаимодействии волокна с красителем;
- - информацию о методах, позволяющих оценить общую картину
изменений в текстильно-химической системе и ее объектах.
- уметь:
- - обоснованно и целенаправленно выбирать экспериментальные методы
анализа для исследования свойств
и химического состава
волокнообразующих полимеров; методы оценки сорбционных свойств
волокнообразующих полимеров и диффузионных свойств красителей;
- - осуществлять подбор комплекса методов необходимых для решения
научной проблемы; выбирать необходимые методы исследования,
модифицировать существующие и разрабатывать новые методики, исходя
из конкретных задач исследования;
- применять полученные знания при проведении стандартных и
сертификационных испытания материалов, изделий и технологических
процессов.
- владеть:
- - информацией об аппаратурном оформлении экспериментальных методов
анализа;
- – набором навыков проведения экспериментальных работ, позволяющих
комплексное исследования текстильного объекта;
- - умением формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научноисследовательской деятельности;
- - методиками проведения
исследований текстильных объектов с
помощью современных физических и физико-химических методов
анализа ;
- опытом составления отчетов по научно-исследовательской работе;
написания рефератов, статей и докладов по тематике исследования.
Освоение лекционного курса по данной дисциплине должно дать
магистрантам полное представление о современных методах исследования
применяемых в текстильной химии.
Предусмотренные курсом лабораторные занятия необходимы для
развития у магистрантов способности к аналитическому мышлению,
призваны научить самостоятельно планировать и проводить научный
эксперимент.
2. Содержание дисциплины
А) Лекционный материал - 36 час.
№
п/п
Наименование раздела и тем лекционного курса
Число
часов
1
1.
2.
.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
2
Введение
Цели и задачи лекционного курса «Методы экспериментальных
исследований в текстильной химии», роль в формировании
высококвалифицированного
специалиста-исследователя.
Классификация экспериментальных методов в химии и
технологии текстильных материалов. Типы инструментальных
методов исследования.
Методы электронной спектроскопии
Спектральные методы исследования. Теория абсорбционной и
люминесцентной
спектроскопии.
Спектры
поглощения.
Спектры испускания. Законы поглощения света. Приборы и
методы измерения спектров поглощения. Абсорбционна
спектроскопия в качественном и количественном анализе.
Законы испускания света. Приборы и методы измерения
спектров люминесценции. Электронная спектроскопия в
ультрафиолетовой и видимой области при исследовании
текстильных объектов:
Инфракрасная спектроскопия. Использование методов ИК
спектроскопии для идентификации волокон, количественного
определения синтетических волокон в смесях с природными и
др. Метод электронного парамагнитного резонанса. Теория
метода. Физические принципы спектроскопии ЯМР и
характеристики спектров. Применение спектроскопии ЯМР для
определения химической формулы ТВВ и красителей.
Методы
микроскопии.
Микроскопия
волокон
в
поляризованном свете. Электронно-микроскопические методы.
Общие теоретические положения. Применение методов ПЭМ,
РЭМ и РМА в для исследования текстильных объектов.
Хроматографические методы: бумажная, тонкослойная и
газовая хроматография.
Колориметрические методы. Краткая характеристика метода.
Качественный и количественный колориметрический анализ в
текстильной
химии.
Количественный
анализ
многокомпонентных смесей красителей в текстильных
материалах.
Оценка светостойкости окрасок текстильных материалов.
Испытание устойчивости окрасок к свету и погоде.
Методы термического анализа. Принципы метода и
используемые приборы. Изучение фазовых и релаксационных
переходов
волокнообразующих
полимеров.
Изучение
химических реакций и деструктивных процессов.
Дифракционные
методы
исследования
структуры
волокнообразующих полимеров. Основы дифракционного
анализа. Основные структурные характеристики, определяемые
3
1
15
4
2
6
4
4
по методу.
Итого:
36
Б) Лабораторные занятия - 36 час.
В рамках практической части курса целесообразно выделить две
составляющие: общую и индивидуальную работу. Основной формой
проведения общих занятий является непосредственное ознакомление
студентов с наиболее распространенными методиками экспериментальных
исследований, которые могут выполняться на оборудовании, имеющемся в
активе кафедры, а также в межкафедральной лаборатории. Индивидуальная
работа выполняется с учетом научного интереса магистранта. Оптимальным
с этой точки зрения решением является проведение лабораторных занятий по
заданию и в соответствии с авторскими программами ведущих специалистов
кафедры. В задачу магистранта при этом входит обоснование объема
необходимых экспериментов и выбор методик исследования,
анализ
полученных результатов, подведение итогов исследования с написанием
отчета и возможных вариантов публикаций.
№
Тема лабораторной работы
Число
п/п
часов
1
2
3
1. Количественное определение концентраций красителей в
растворе и на волокнистом материале спектрофотометрическим
6
методом. Построение калибровочного графика. Расчет степени
фиксации красителей (активных, дисперсных, прямых и др.) на
текстильных материалах.
Исследование реакции восстановления кубовых красителей
спектрофотометрическим способом.
3. Коллоквиум 1
4. Применение электронной спектроскопии для изучения
химических превращений азокрасителей в растворах (ионизация
красителей, азо-гидразо таутомерия).
5. Коллоквиум 2
7. Исследование состояния красителей в полимерном материале
посредством изучения спектров поглощения (на примере
кубовых красителей)
8. Идентификация волокон методом ИК-спектроскопии
9. Количественное разделение различных форм кубозолей методом
бумажной хроматографии
10. Коллоквиум 3
2.
В) Самостоятельная работа – 78 часов
4
2
4
2
4
4
4
2
№
п/п
Наименование тем и заданий
1
1.
2
Самостоятельная работа по дисциплине
предполагает разработку индивидуального
творческого
задания,
позволяющего
магистранту обнаружить набор необходимых
знаний, умений и навыков, гарантирующих его
профессиональную
пригодность
как
специалиста в избранной области научнотехнических знаний.
Творческие разработки магистрантов могут
быть представлены к защите, как на учебных
лабораторных занятиях, так и оценены с
учетом нестандартности принятого решения,
широты охвата проблемы, быстроты принятия
решения, логики построения и грамотности
оформления
отчетного
документа
или
экспоната.
Подготовка
к
лабораторным
работам:
проработка теоретического материала по теме
исследования, оформление отчета
3.
4.
Подготовка к коллоквиумам и экзамену
Объем,
число
часов
3
Форма
Контроля
4
Выступление
с
презентацией,
обсуждение
на
лабораторых
занятиях
22
16
40
Обсуждение
эксперимента
льных данных
лабораторной
работы,
собеседование
с
преподавателе
м
Коллоквиум,
экзамен
Формы отчетности:
а) проведение 3-х коллоквиумов в соответствии с запланированными
разделами лекционного материала;
б) Оформление и защита лабораторных работ;
в) экзамен по курсу.
3. Рекомендуемая литература по дисциплине
1. Методы исследования в текстильной химии: Справочник под ред.
Кричевского Г.Е.. М.: Легпромбытиздат, 1983. 401 с.
2. Блиничева И.Б., Мизеровский Л.Н., Шарнина Л.В. Физика и химия
волокнообразующих полимеров: Учебное пособие под ред.
Б.Н.Мельникова, ИГХТУ, Иваново, 2005. 376 с.
3. Кричевский, Г.Е. Химическая технология текстильных материалов.
Заключительная отделка текстильных материалов. Учебник для вузов в
3-х т. Т. 3. – М.: 2001. – 298 с.
4. Отделка хлопчатобумажных тканей. Справочник / под ред. Б.Н.
Мельникова. – Иванов: Талка, 2003. – 479 с.
5. Вилков Л.В., Пентин Ю.А. Физические методы исследования в химии.
Структурные методы и оптическая спектроскопия: Учеб. М.; Высш.
шк., 1987.-366 с.
6. Вилков Л.В., Пентин Ю.А. Физические методы исследования в химии.
Резонансные и электрооптические методы: Учеб. М.; Высш. шк., 1989.288 с.
7. Васильев В.П. Аналитическая химия : В 2 ч. М.: Высш. шк, 1989. – Ч. I
320 с., Ч. II 384 с.
8. Юинг Г. Инструментальные методы химического анализа. М.: Мир,
1989.- 608 с.
9. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. М.: Химия, 1991.
10.Эммануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики: Учебн. М.:
Высш. шк, 1984.- 463 с.
11.Еремин Е.Н. Основы химической кинетики: Учеб. пособие. М.: Высш.
шк, 1976, 374 с.
12.Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества, свойства и
применение. Л.: Химия, 1981.-304 с.
13.Шур А.М. Практикум по высокомолекулярным соединениям: Учебн.
Пособие /Под ред. В.А. Кабанова, М.: Химия, 1987.
МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ТЕКСТИЛЬНОЙ ХИМИИ
Вопросы к экзамену
1. Методы электронной спектроскопии (УФ и видимый диапазон излучения)
1.1. Законы поглощения и пропускания света. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Понятие о коэффициенте
пропускания, коэффициенте оптической плотности и молярном коэффициенте поглощения раствора
красителя [Справочник под ред. Кричевского Г.Е., 1983. С.21-24].
1.2. Взаимосвязь между спектром испускания и спектрами поглощения света. Характерные особенности
спектров поглощения растворов красителей спектрально чистых и сложных цветов.
1.3. Законы отражения света. Закон Кубелки-Мунка. Понятие о коэффициентах отражения, поглощения
и рассеяния света, а также об удельном коэффициенте поглощения окрашенным образцом.
1.4. Связь спектральных функций Кубелки-Мунка со спектрами поглощения растворов и их применение
для изучения агрегации красителей в волокнистых материалах.
1.5. Применение электронной спектроскопии для изучения химических превращений азокрасителей в
растворах (ионизация красителей, азо-гидразо таутомерия).
1.6. Применение электронной спектроскопии для изучения состояния азокрасителей в мицеллярных
растворах ПАВ.
1.7. Применение электронной спектроскопии для изучения агрегации красителей в растворах и пленках
[Справочник под ред. Кричевского Г.Е., 1983. С.57-66].
2. Колориметричекие методы исследования
2.1. Экспериментальные данные для вычисления координат цвета и основные цветовые характеристики
в системе CIE XYZ.
2.2. Измерение координат цвета, основные цветовые характеристики и малые цветовые различия в
системе CIE LAB.
2.3. Взаимосвязь между колориметрическими и спектральными характеристиками окрашенных
образцов. Применение колориметрии для контроля качества красителей и оценки изменений
состояния красителей в волокне.
2.4. Применение колориметрии для оценки устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям
(прочность к стирке, трению, свету и погоде) [Справочник под ред. Кричевского Г.Е., 1983. С.304312].
3. Инфракрасная спектроскопия
3.1. Общие принципы ИК-спектроскопии [Справочник под ред. Кричевского Г.Е., 1983. С.71-76].
Диграммы «пропускание – волновое число».
3.2. Применение ИК-спектроскопии для изучения свойств полимерных материалов [Справочник под
ред. Кричевского Г.Е., 1983. С.79-86].
3.3. Применение ИК-спектроскопии для изучения химических превращений волокон, красителей и
отделочных препаратов [Справочник под ред. Кричевского Г.Е., 1983. С.86-90].
4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса
4.1. Общие принципы ЯМР-спектроскопии
-шкала химических сдвигов, выбор растворителя
[Справочник под ред. Кричевского Г.Е., 1983. С.120-121, 124-128, 134-135].
4.2. Применение спектроскопии ЯМР для изучения строения красителей и полимерных материалов
[Справочник под ред. Кричевского Г.Е., 1983. С.138-142].
5. Дифракционные методы исследования
5.1. Основы теории дифракции рентгеновских лучей. Формула Вульфа-Брегга [Справочник под ред.
Кричевского Г.Е., 1983. С.203-209].
5.2. Применение дифракционного анализа для определения степени ориентации,
кристаллитов, степени кристалличности полимеров [1, С.214-219; 2, С.166-167].
размеров
Литература
1. Методы исследования в текстильной химии: Справочник под ред. Кричевского Г.Е.. М.:
Легпромбытиздат, 1983. 401 с.
2. Блиничева И.Б., Мизеровский Л.Н., Шарнина Л.В. Физика и химия волокнообразующих полимеров:
Учебное пособие под ред. Б.Н.Мельникова, ИГХТУ, Иваново, 2005. 376 с.
.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа