Detail předmětu

Praktikum z instrumentální a strukturní analýzy - CHM

FCH-MCA_ISA_MAk. rok: 2013/2014

Praktické seznámení studentů se základními metodami odkrývání, pozorování a hodnocení nadmolekulární struktury polymerů a jejich identifikace, čemuž jsou věnovány tři čtvrtiny praktika. Poslední čtvrtina slouží k samostatnému měření studentů, kteří z poznaných metod vhodně vyberou min. dvě s cílem identifikovat a/nebo zjistit problém v chování polymerních výrobků z praxe. Vybrané jsou metody mikroskopické (POM, CLSM), spektrální (FTIR) a termické (DSC) analýzy. Důraz je kladen nejen na pochopení aplikace každé z metod, s čímž souvisí správná příprava vzorků a vhodné nastavení podmínek analýzy, ale také na správné vyhodnocení a interpretaci naměřených dat, včetně vypracování ucelené zprávy z měření ve správném formátu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Výsledky učení předmětu

Schopnost studentů aplikovat vybrané instrumentální metody (POM, CLSM, DSC, FTIR) pro identifikaci polymerů a hodnocení nadmolekulární struktury, která je odrazem jejich fyzikálně-mechanických vlastností, včetně vhodné přípravy vzorků a nastavení parametrů měření. Nezanedbatelným výstupem je také schopnost správné interpretace naměřených dat a zpracování ucelené a srozumitelné zprávy z měření.

Prerekvizity

Základní znalosti chemické, molekulární a nadmolekulrání struktury polymerů, jejich typů a použití.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Laboratorní cvičení - 4 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Klasifikovaný zápočet je udělen, pokud student absolvuje všechny úlohy včetně samostatného měření, všechny dílčí testy a zápočtový test a odevzdá všechny protokoly včetně závěrečné zprávy ze samostatného měření.
1. Čtvrtinu známky tvoří hodnocení písemných testů ověřující připravenost do praktika na jeho začátku na základě teoretických znalostí nabytých v předchozím týdnu na přednášce Struktura a vlastnosti polymerních materiálů.
2. Čtvrtinu známky tvoří hodnocení protokolů z jednotlivých úloh v požadované kvalitě. Pozdní odevzdání snižuje hodnocení.
3. Čtvrtinu známky tvoří hodnocení zprávy ze samostatného měření, která musí být odevzdána nejpozději v zápočtovém týdnu.
4. Čtvrtinu známky tvoří hodnocení zápočtového testu splněného alespoň na 60 %.



Osnovy výuky

1. Téma: Metody přímého a nepřímého pozorování nadmolekulární struktury polymerů a jejich identifikace; vybrané metody pro praktika; průběh výuky; forma protokolu
2. Téma: Isotermická krystalizace vybraných termoplastů pozorovaná in-situ pod POM
Ověření znalostí: Písemný test z morfologie polymerů a optické polarizační mikroskopie (POM)
Výstup: Protokol z měření
3. Téma: Chemické leptání vybraných termoplastů a pozorování odkryté morfologie pomocí CLSM
Ověření znalostí: Písemný test z metod odkrývání nadmolekulární struktury polymerů a konfokální laserové rastrovací mikroskopie (CLSM)
Výstup: Protokol z měření
4. Téma: DSC polyethylentereftalátu (PET) – strukturní změny dané rychlostí chlazení taveniny; identifikace polymerů
Ověření znalostí: Písemný test z diferenční kompenzační kalorimetrie (DSC) v oblasti polymerů
5. Téma: DSC izotermická krystalizace vzorků pozorovaných pod POM
Výstup: Protokol z měření obou kalorimetrických praktik
6. Téma: FTIR a FTIR-ATR vybraných polymerů a plniv; identifikace polymerů
Ověření znalostí: Písemný test z infračervené spektroskopie (FTIR) v oblasti polymerů
Výstup: Protokol z měření
7. Téma: FTIR a FTIR-ATR koextrudovaných polymerních fólií pro obalové aplikace; posouzení vrstevnatosti fólií po lomu v kapalném dusíku na CLSM
Výstup: Protokol z měření
8. 8.–12. Téma: Samostatné měření vybraných semikrystalických polymerních výrobků/materiálů z průmyslové praxe s cílem identifikace a/nebo posouzení rozdílu „dobrý-špatný“ s využitím POM, CLSM, DSC a FTIR (vybírají studenti).
Výstup: Ucelená a srozumitelná zpráva z měření včetně dodržení formy (typografická pravidla a formátování).
9. 13. Téma: Zápočtový test

Učební cíle

Cílem předmětu je praktické poznání vybraných metod pro identifikaci polymerů a pozorování a hodnocení nadmolekulání struktury vybraných termoplastů, která je úzce spojená s výslednými vlastnostmi těchto materiálů a kterou je snadné měnit teplotním procesem.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na cvičení je povinná. Neomluvená neúčast je důvodem neudělení zápočtu. Omluvenou neúčast je možné nahradit s jinou studijní skupinou nebo v posledním týdnu výuky na konci semestru/dle domluvy. Povinný je písemný test na začátku praktika stejně tak jako protokol odevzdaný v zadaném termínu zpracovaný dle požadavků vyučujícího.

Základní literatura

Ehrenstein G. W., Riedel G., Trawiel P.: Thermal Analysis of Plastics: Theory and Practice. Hanser Gardner Publications, Cincinnati 2004. (CS)
EHRENSTEIN, GW. Polymeric Materials : Structure – Properties – Applications. Munich : Carl Hanser Verlag, 2001. 279 p. ISBN 3-446-21461-5. (CS)
LEDNICKÝ, František. Mikroskopie a morfologie polymerů : Díl 1. Mikroskopie polymerů a preparační techniky. 1. vyd. Liberec : Fastr typo-tisk, 2009. 71 s. ISBN 978-80-7372-486-3. (CS)
LEDNICKÝ, František. Mikroskopie a morfologie polymerů : Díl 2. Morfologie polymerů. 1. vyd. Liberec : Fastr typo-tisk, 2009. 97 s. ISBN 978-80-7372-486-3.3. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program CKCP_CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor CKCO_CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program NKCP_CHM magisterský navazující

    obor NKCO_CHM , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program NPCP_CHM magisterský navazující

    obor NPCO_CHM , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Laboratorní cvičení

52 hod., povinná

Vyučující / Lektor