Chemia polimerów 0600-S1-SP/W-CP

WYKŁAD:
Podstawowa terminologia polimerowa.Polimery naturalne i syntetyczne. Różne podziały polimerów.Mechanizmy syntezy polimerów. Warunki termodynamiczne i kinetyczne polireakcji. Wpływ temperatury i ciśnienia na przebieg procesów polireakcji.
Polireakcje łańcuchowe i stopniowe-charakterystyka. Właściwości podstawowych polimerów(PE,PP,PS,PCW,PTE,PA) i ich zastosowania praktyczne
Pojęcia liczbowo-, wagowo-, wiskozymetrycznie- i z-średniego stopnia polimeryzacji i ciężarów cząsteczkowych polimerów oraz metody ich wyznaczania. Oznaczanie liczbowo średniego ciężaru cząsteczkowego poliestrów homo- i heteropolikondensacyjnych metodą grup końcowych, liczba kwasowa (LK) i hydroksylowa (LOH). Model laminarnego przepływu cieczy, współczynnik tarcia wewnętrznego cieczy. Lepkość roztworów polimerów. Wzór Hagena-Poiseuille’a na lepkość dynamiczną. Rodzaje wiskozymetrów. Lepkość względna, lepkość właściwa, lepkość zredukowana, graniczna liczba lepkościowa (GLL). Wzór Marka-Houwinka-Kuhna-Sakurady. Układy reologiczne. Energia aktywacji lepkiego płynięcia. Teoria parametru rozpuszczalności Hildebranda-Scatcharda. Parametr rozpuszczalności wg Hansena
Metody oznaczania stopnia krystaliczności polimerów częściowo krystalicznych - wiadomości ogólne. Wpływ stopnia krystaliczności polimeru na jego chemiczne i fizyczne właściwości. Podstawy densytometrii polimerów. Związek gęstości polimeru częściowo krystalicznego z jego stopniem krystaliczności. Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego na krysztale i na parakrysztale. Zastosowanie metod WAXS i SAXS do badania struktury polimerów częściowo krystalicznych – wiadomości ogólne. Podstawy analizy termicznej polimerów ze szczególnym uwzględnieniem metody DSC. Zastosowanie metody DSC do badania właściwości i przetwórstwa polimerów: oznaczanie temperatur i entalpii przejść fazowych w polimerach amorficznych i częściowo krystalicznych, badania procesu krystalizacji polimerów w warunkach izotermicznych i nieizotermicznych.
Wpływ budowy polimeru na jego właściwości, prawo Hooke’a, prawo Newtona, lepkosprężystość liniowa, zasada superpozycji Boltzmanna, pełzanie i relaksacja naprężeń, modele mechaniczne odkształceń polimerów, elastyczność kauczuków, moduł zachowawczy i urojony, podatność zachowawcza i urojona, tangens kąta stratności. Widma relaksacji i retardacji. Eksperymentalne metody badań cieczy polimerowych o dużej lepkości. Polimery amorficzne i krystaliczne. Temperatury płynięcia, topnienia, zeszklenia i degradacji termicznej. Krzywe termomechaniczne. Siatki polimerowe.
Filozofia recyklingu materiałów post-konsumpcyjnych. Skala problemu na świecie,w Europie i w Polsce. Zużycie materiałów polimerowych w Polsce na tle Europy i Świata. Recykling materiałowy, energetyczny i surowcowy. Identyfikacja i sortowanie odpadów polimerowych.Technologie recyklingu.Badania fizykochemiczne recyklatu w porównaniu do polimeru pierwotnego. Zastosowania praktyczne recyklatu. Metody przetwórstwa polimerów i ograniczenia w stosowaniu recyklatów polimerowych. Przemysłowe otrzymywanie folii jedno i wielowarstwowych.rur o różnym przeznaczeniu oraz butelek spożywczych z różnych polimerów. Ekobilans na przykładzie różnych materiałów użytych jako surowiec do otrzymania opakowań spożywczych.

LABORATORIUM:
- wyznaczanie granicznej liczby lepkościowej oraz wiskozymetrycznie średniej masy cząsteczkowej polimerów
- oznaczanie stężenia poli(kwasu metakrylowego) za pomocą miareczkowania pehametrycznego i wobec wskaźników
- wyznaczanie granicznej liczby lepkościowej poli(kwasu metakrylowego)
- oznaczanie pozornej cząstkowej objętości właściwej poli(N-winylopirolidonu) metodą densytometryczną
- wyznaczanie liczby kwasowej (LK), liczby hydroksylowej (LOH) oraz liczbowo średniej masy cząsteczkowej oligomerów
- parametr rozpuszczalności. Badanie rozpuszczalności poli(metakrylanu metylu) w mieszaninach rozpuszczalnika z nierozpuszczalnikiem (butan-2-on + metanol)
- wyznaczanie parametru rozpuszczalności poli(metakrylanu metylu) metodą miareczkowania nefelometrycznego
- charakterystyka reologiczna roztworów hydrofilowych związków wielkocząsteczkowych.
Oznaczanie temperatury zeszklenia (Tg) oraz energii aktywacji (Ea) przejścia szklistego poli(chlorku winylu). Wpływ szybkości ogrzewania polimeru na Tg.

Zależność temperatury zeszklenia (Tg) od budowy chemicznej łańcucha na przykładzie polimerów winylowych.

Oznaczanie temperatur zeszklenia (Tg), zimnej krystalizacji (Tc) i topnienia (Tm) oraz entalpii zimnej krystalizacji (ΔHc) i topnienia (ΔHm) poli(tereftalanu etylenowego).

Oznaczanie stopnia krystaliczności (X) polimeru metodą densytometryczną.

Wpływ warunków krystalizacji na morfologię polimerów. Obserwacja powstawania i wzrostu sferolitów.

Oznaczanie stopnia niejednorodności strukturalnej włókien przemysłowych
metodą mikroskopii optycznej w świetle niespolaryzowanym i spolaryzowanym.

Oznaczanie zawartości wilgoci w polimerach metodą wagową.

Pęcznienie polimerów naturalnych. Wpływ pH roztworu buforowego na pęcznienie
żelatyny.

- Badanie właściwości kauczuku (oznaczenie ścieralności wg Schoppera-Schlobacha, wyznaczenie twardości wg Shore’a, oznaczenie elastyczności metodą Schoba)
- Oznaczanie udarności tworzyw polimerowych za pomocą aparatu Dynstat i młota Charpy
- Oznaczanie wytrzymałości na zginanie za pomocą aparatu Dynstat
- Oznaczanie odporności na żarzenie wg Schramma
- Analiza termograwimetryczna polimeru
- Badanie krzywych naprężenie – odkształcenie na aparacie Instron.
Oznaczanie wskaźnika płynięcia polietylenu. Wtryskiwanie i wytłaczanie poliolefin. Modyfikacja powierzchniowa folii PE promieniowaniem koronowym. Badanie termokurczliwości folii spożywczych. Recykling butelek z PET i PE.