Fizykochemia polimerów 0600-S2-ChAM-O-FP

Wykłady:
1. Wprowadzenie do chemii polimerów: Aspekt historyczny – od związków małocząstecz-kowych do polimerów. Masa cząsteczkowa polimerów: liczbowa średnia, wagowo średnia, lepkościowo średnia – definicje i znaczenie. Polidyspersja. Wpływ masy cząsteczkowej na właściwości reologiczne polimeru.
2. Synteza polimerów: Polimeryzacja łańcuchowa: rodnikowa, jonowa, z katalizatorami Zieglera-Natty, rodnikowa z przeniesieniem atomu. Kopolimeryzacja i rodzaje kopolimerów. Polimeryzacja stopniowa: polikondensacja i poliaddycja.
3. Struktura polimerów: Izomeria i stereochemia łańcucha polimerowego. Struktura I, II i III-rzędowa polimerów. Modele struktury polimerów amorficznych i krystalicznych.
4. Roztwory polimerów: Lepkość roztworów polimerów. Lepkość dynamiczna, lepkość względna, lepkość właściwa, lepkość zredukowana, graniczna liczba lepkościowa (GLL). Wzór Marka-Houwinka-Kuhna-Sakurady. Stałe wiskozymetru i ich wyznaczanie. Metody ekstrapolacyjne wyznaczania granicznej liczby lepkościowej. Gradient szybkości przepływu i jego wpływ na pomiary wiskozymetryczne.
5. Stany skupienia i przemiany fazowe polimerów: Stan szklisto-kruchy, stan wysoko elastyczny, stan lepko-płynny (stop polimerowy). Przemiany fazowe I-rodzaju krystalizacja i topnienie krystalitów polimerowych. Kinetyka krystalizacji. Przemiany fazowe II-rodzaju przejście szkliste. Wpływ masy cząsteczkowej, struktury chemicznej i ciśnienia na wartość temperatury przejścia szklistego. Polimery usieciowane i elastomery.
6. Wieloskładnikowe materiały polimerowe: Mieszaniny polimerowe. Polimery wielofazowe i ich morfologia. Przejście szkliste kompozytów polimerowych.
7. Współczesne aspekty nauki o polimerach: Jonomery. Polimerowe ciekłe kryształy. Sieci polimerowe. Polimery foto- i elektroaktywne. Polimery w medycynie i przemyśle opakowaniowym. Polimery nieorganiczne.
8. Polimery a ochrona środowiska: Zanieczyszczenia środowiska. Polimery a energia. Eko-bilans. Recykling polimerów. Polimery biodegradowalne. Perspektywy dalszego rozwoju nauki o polimerach.

Laboratorium:
1. Badanie kinetyki polimeryzacji rodnikowej metakrylanu metylenowego.
2. Kinetyka polikondensacji glikolu etylenowego z kwasem adypinowym.
3. Oznaczanie stopnia krystaliczności polimeru metodą densytometryczną.
4. Wyznaczanie parametrów fizykochemicznych polimerów komercyjnych z wykorzystaniem metody DSC.
5. Wpływ pH na pęcznienie żelatyny.
6. Oznaczenie granicznej liczby lepkościowej roztworu poliakryloamidu w gradientowym wiskozymetrze Ubbelohde
7. Charakterystyka właściwości reologicznych roztworów związków wielkocząsteczkowych.
8. Wpływ parametrów przetwórstwa tworzyw sztucznych na ich wytrzymałość mechaniczną.

Całkowity nakład pracy studenta

1. Godziny realizowane z udziałem nauczycieli: godziny kontaktowe przewidziane w planie studiów dla danego przedmiotu (suma godzin wszystkich form zajęć z przedmiotu), godziny konsultacji indywidualnych studenta/słuchacza/ uczestnika kursu: 60 2. Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta/słuchacza/uczestnika kursu potrzebny do pomyślnego zaliczenia przedmiotu, tj. wcześniejsze przygotowanie i uzupełnienie notatek; zebranie i wybór odpowiednich materiałów do zajęć, wymagane powtórzenie materiału, pisanie prac, projektów, czytanie literatury: 60 3. Czas wymagany do przygotowania się i do uczestnictwa w procesie oceniania (np. w egzaminach), 40 4. Czas wymagany do odbycia obowiązkowej (-ych) praktyki (praktyk). nie dotyczy

Efekty uczenia się - wiedza

W1: zna różne rodzaje polimerów i ich nazewnictwo i zastosowanie - K_W01 W2:Zna pojęcie średniej masy cząsteczkowej i metody jej wyznaczania – K_W01 W3: zna budowę i metody otrzymywanie polimerów - K_W03 W4: zna podstawy fizykochemiczne reakcji syntezy polimerów – K_W03 W5: Posiada podstawową wiedzę na temat struktury i morfologii materiałów polimerowych – K_W01 W6: Zna i potrafi scharakteryzować stany fizyczne polimerów– K_W01 W7: Posiada wiedzę na temat przemian fazowych zachodzących w polimerach – K_W01 W8: Zna pojęcie granicznej liczby lepkościowej – K_W01 W9: Zna podstawowe aspekty właściwości reologicznych roztworów polimerów – K_W01 W4: posiada podstawową wiedzę na temat relacji pomiędzy budową i warunkami przetwórstwa polimerów - K_W01 W9: Posiada wiedzę na temat wpływu polimerów na środowisko naturalne – K_W01 W10: Zna podstawowe metody recyklingu polimerów - K_W01 W11: Zna i potrafi nazwać najważniejsze polimery biodegradowalne – K_W01

Efekty uczenia się - umiejętności

U1: Umie nazwać polimery zgodnie z konwencją zwyczajową oraz zalecaną przez IUPAC - K_U01 U2: umie poprawnie posługiwać się pojęciami: polimer, mer, monomer, jednostka konstytucyjna, polikondensacja, poliaddycja - K_U01 U3: potrafi wyjaśnić jakie elementy budowy strukturalnej polimeru decydują o jego temperaturach przejść fazowych - K_U01 U4: umie bezpiecznie przeprowadzić proces polimeryzacji rodnikowej w warunkach laboratoryjnych – K_U01 U5: umie wyznaczyć wydajność polireakcji – K_U01, U6: potrafi wyznaczyć stopień krystaliczności polimeru metodą densytometryczną i z zastosowaniem DSC – K_U01, U7: potrafi przeprowadzić proces mieszania polimeru z dodatkami i napełniaczami w mieszarce laboratoryjnej – K_U01, U8: umie wyznaczyć graniczną liczbę lepkościową polimeru – K_U01, U9: umie wyznaczyć właściwości reologiczne roztworu polimerów – K_U01,

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: - potrafi samodzielnie pracować i efektywnie organizować pracę –K_K01 K2: dostrzega problem i potrafi go rozwiązać – K_K05 K3: poprawnie formuje wnioski - K_K05 K4: potrafi systematyczne i sumiennie pracować - K_K06 K5:potrafi pracować w grupie- K_K02

Metody dydaktyczne

Wykład: Wykład z prezentacjami multimedialnymi Laboratorium: Samodzielna praca laboratoryjna

Wymagania wstępne

chemia organiczna, chemia fizyczna, analiza instrumentalna, podstawy chemii, informatyka w chemii.

Kryteria oceniania

Wykłady: Ocena z testu kompetencji
Ćwiczenia: -
Laboratorium: Ocena końcowa jest sumą punktów uzyskanych za wykonanie i poprawne opracowanie zadań eksperymentalnych

Literatura

1. Gert Strobl; The physics of polymers; Springer 2007.
2. Mary D. Archer, Arthur J. Nozik; Nanostructured and photoelectrochemical systems for solar photon conversion; Series on Photoconversion of Solar Energy – vol. 3; Imperial College Press 2008.
3. Andrey L. Rogach; Semiconductor nanocrystal quantum dots; SpringerWienNewYork 2008.
4. John Scheirs; Compositional and failure analysis of polymers; John Wiley & Sons, LTD 2000.
5. P. J. Flory, Principles of Polymer Chemistry. New York 1953.
6. C. Tanford, Physical Chemistry of Macromolecules, Wiley, New York 1963.
7. J. Brandrup, E.H. Immergut, Polymer Handbook, Wiley, New York, 1989.
8. M. Bohdanecký, J. Kovář, Viscosity of polymer solutions, Elsevier, Amsterdam 1982

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0600-S2-ChAM-O-FP w USOSweb